局部氢离子动力学与离子导电性在LaH$_{3-2x}$O$_x$中的关系——来自μSR研究

我们进行了μ自旋旋转和松弛 ($\mu$SR) 实验，以探讨氢离子 (H$^-$) 在镱氢氧化物 LaH$_{3-2x}$O$_x$ 中所表现的高离子导电性 ($\sigma$) 的微观机制。在 $x\approx0.25$ 的样品中，在 5--300 K 条件下观察到的 $\mu$SR 谱线主要包含两个分量，归因于μ占据四面体 (Tet) 和八面体 (Oct) 位点，这些位点是H$^-$ 所常见的。谱线还表明，Oct 位点的μ (Mu$_{\rm O}$) 在μSR 时间尺度 ($\sim$ $10^{-5}$ s) 内几乎静止，而Tet 位点的μ (Mu$_{\rm T}$) 则受到波动的局部场的影响。约160 K 附近波动率的锥形峰以及较高温度下Mu$_{\rm T}$ 所探测到的线宽减小，表明Mu$_{\rm T}$ (通过空的Oct位点) 以及周围Oct位点的H$^-$ 的跳跃运动对自旋松弛具有贡献，并且波动频率在较宽的范围内分布。这些结果表明，植入的Mu行为为Mu$^-$，而Mu$^-$/H$^-$ 的跳跃运动受到附近空位可用性的限制。在另一方面，跳跃的活化能被估计为0.11(3) eV，这与在较高温度 ($\gtrsim400$ K) 下 $\sigma$ 的温度依赖性所评估的约1.3 eV 有显著差异。为了解决这一差异，我们讨论了使用Arrhenius方程解释$\sigma$固有的问题，并演示H$^-$ 离子行为可更好地解释为表现玻璃相变的粘性流体。