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M: Metallphysik

M 19: Hauptvortrag (A. Pundt)

M 19.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–10:00, S 8

Wasserstoff in niedrigedimensionalen Systemen — •A. Pundt — Institut für Materialphysik, Hospitalstr. 3–7, D-37073 Göttingen

Metalle in Form dünner Schichten oder Clustern zeigen ein gegenüber massiven Metallen verändertes Lösungsverhalten für Wasserstoff. Die Löslichkeitsgrenzen erweisen sich dabei als von der jeweiligen Herstellung abhängig, wobei verschiedene Ursachen eine Rolle spielen.

In dünnen Schichten treten bei der Lösung von H in lateralen Richtungen hohe kompressive Haftspannungen von einigen GPa auf, die in Richtung der Schichtnormalen zu einer starken Gitterausdehnung führen. Das Spannungs- und Dehnungsverhalten dieser Schichten läßt sich bei geringen H-Gehalten anhand eines linear elastizitätstheoretischen Modells einfach beschreiben. Oberhalb eines kritischen Grenzwertes tritt ein nichtlineares Verhalten auf, welches auf mindestens zwei verschiedene plastische, spannungsabbauende Prozesse zurückgeführt werden kann: die Emission von Versetzungsringen bei der Hydridaussscheidung und die Entstehung von Misfitversetzungen.

Bei kleinen Pd-Clustern mit Durchmessern von 2-5 nm, die in elastisch weichen Tensidhüllen stabilisiert worden sind und bei denen somit keine Haftspannungen auftreten sollten, läßt sich das stark veränderte Lösungsverhalten mit dem hohen Anteil sogenannter Subsurfaceplätze interpretieren. Die für diese Cluster gefundene Hysterese weist auf die Existenz eines Zweiphasengebietes, läßt sich allerdings nicht auf Versetzungsbildung zurückführen.