VO2 单晶中氢的一维扩散与自发分凝的可视化
强关联电子
2016-08-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
氢在固体中的插层是常见、复杂且极难监测的。针对这一问题，我们采用了一种新方法，研究了氢在 VO2 单晶纳米梁和薄片中的扩散剖面，利用了氢掺杂在该材料中导致室温附近可见变暗的现象，这与 65 °C 时的金属-绝缘体转变有关。我们观察到氢沿金红石 c 轴扩散，但不垂直于该轴，使其成为一个高度一维的扩散系统。我们得到了一个适用于金属相的激活扩散系数，约为 0.01 e^(-0.6 eV/k_B T) cm²sec⁻¹。此外，我们观察到氢诱导金属相的显著过冷以及氢自发分凝成条纹，这意味着即使在无缺陷的情况下，扩散过程也是高度非线性的。类似的复杂性可能发生在其他材料中的氢运动中，但传统测量技术无法揭示。
引用
@article{arxiv.1606.08311,
title = {Visualization of one-dimensional diffusion and spontaneous segregation of hydrogen in single crystals of VO2},
author = {T. Serkan Kasırga and Jim M. Coy and Jae H. Park and David H. Cobden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.08311},
year = {2016}
}