氫在非透明金屬材料中的擴散運動學是氫傳(chuan) 感和氫存儲(chu) 技術的關(guan) 鍵，也是一個(ge) 挑戰。除了傳(chuan) 統的光學研究外，氫吸收引起的鐵磁薄膜磁性能的可逆變化為(wei) 固體(ti) 中氫的可視化提供了一種新的方法，吸氫後材料的晶體(ti) 結構、電子性能和磁性通常會(hui) 發生變化。
利用磁光克爾效應可視化氫在磁膜中的擴散
大多數研究都集中在氫化引起的可逆光學和電學性質變化上。氫致電阻率降低可以国产成人在线观看免费网站於(yu) 氫傳(chuan) 感，但不能提供材料中氫含量的空間分辨率。氫引起的光學性質的變化，特別是傳(chuan) 輸，提供了一種檢測材料中氫擴散的非侵入性方法。
大多數研究分別使用YHx和VHx的反射率和透射率變化來可視化氫擴散。然而，研究氫在其他非透明金屬材料中的擴散動力學仍然是一個(ge) 挑戰。除了已報道的光學研究外，還應考慮由氫吸收和解吸引起的鐵磁薄膜磁性能的可逆變化。該方法可国产成人在线观看免费网站於(yu) 各種氫敏磁性pd合金，盡管氫致反射率變化有限，但氫致磁性變化的檢測是可行的。研究表明，在退火的Pd/Co/Pd三層和[Co/ Pd]多層中，由於(yu) Pd合金的界麵效應，可以觀察到氫化誘導的磁性調製。這是因為(wei) 鈀是氫分子解離的高效催化劑，而且鈀氫化物的形成對能量有利。富pd磁合金薄膜中還可觀察到明顯的磁調製，這表明這種材料將用於(yu) 製造氣體(ti) 傳(chuan) 感器，尤其適用於(yu) 空間分辨氫擴散。此外，磁光克爾效應(MOKE)源於(yu) 材料的光學性質和磁性，由於(yu) 具有較高的靈敏度和可行性，早已廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 納米尺度樣品的磁測量。除了測量磁光克爾旋轉和強度外，還可以測量磁性的固有特性，如磁重力Hc和方位比Mr/Ms。
圖1
圖1展示了一個(ge) 帶有測量幾何圖形的樣例結構。50 nm厚的Co25Pd75合金條紋右側(ce) 被100 nm厚的ZnO薄膜完全覆蓋。ZnO是透明的，因此可以很容易地通過厚厚的ZnO覆蓋層進行Kerr測量。此外，ZnO/CoPd界麵在室溫下是穩定的;用ZnO覆蓋CoPd膜不會(hui) 引起磁性能的大變化(補充圖1)。ZnO的原子結構非常致密，H2分子無法穿透。因此，ZnO覆蓋層可以阻止氫從(cong) CoPd的覆蓋表麵直接接觸和吸收電影。如圖1c所示，CoPd膜的右側(ce) 被100nm厚的ZnO覆蓋層完全覆蓋，左側(ce) 為(wei) 裸露。在H2氣體(ti) 暴露過程中，氫氣的吸收隻發生在CoPd裸露表麵，因此CoPd膜中的h含量從(cong) 裸露部分(左)擴散到ZnO覆蓋部分(右)。相反，當腔室被抽真空時，氫的解吸隻發生在裸CoPd表麵，因此h含量從(cong) ZnO覆蓋部分(右)擴散到裸部分(左)。為(wei) 了監測氫氣的擴散，克爾顯微鏡聚焦於(yu) 邊界區域，視野為(wei) 500 × 500μm2。使用合適的磁場記錄順序Kerr圖像。通過對克爾圖像中選定區域的強度進行積分可以得到每個(ge) 區域的局部磁滯回線。因此，在氫氣暴露或解吸過程中，可以實時監測Co25Pd75膜中的空間分辨磁性行為(wei) 。
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