Effects of hydrogen pressure on hydrogenated amorphous silicon thin films prepared by low-temperature reactive pulsed laser deposition
我们采用反应脉冲激光沉积法在120 ℃的低温下，在0-20 Pa的不同氢压范围内沉积了本征氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜，并研究了薄膜的氢掺入、结构、光学和电学性质随环境氢压的变化。膜厚随氢压的增加而线性减小。薄膜的氢含量由红外光谱和光学带隙由UV-Vis-NIR透射率和反射率测量确定。电测量产生的暗电导率的膜。薄膜的氢浓度在10^21-10^22 cm^（-3）范围内，并随氢压的增加而增加，直到后者达到15 Pa，超过该值，氢浓度降低。薄膜的光学带隙和暗电导率随氢浓度的变化而变化。暗电导率在10^（-9）-10 ^（-10）S/cm范围内。观察到2.2-2.6 eV的异常宽的光学带隙。
2017-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Study of depth profile of hydrogen in hydrogenated diamond like carbon thin film using ion beam analysis techniques
采用非对称电容耦合射频等离子体技术，在室温下，通过改变甲烷流量，在硅衬底上沉积了氢化类金刚石（HDLC）薄膜。这些薄膜在高真空和高温炉中进行退火。利用氟离子束与高密度脂蛋白的核反应中6.44 MeV的共振氢深度剖析了所制备和退火的高密度脂蛋白膜。所制备的薄膜表现出不均匀的深度分布的氢：它随深度而减少。真空退火导致薄膜中氢的大量脱附。轰击束也会引起氢的损失，尽管损失的比例要低得多。膜也经历了温和的碳损失，如质子背散射光谱所示，在高真空退火。氢在退火薄膜中的深度分布表明，在薄膜和衬底之间的界面附近存在石墨碳。
2013-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Positive versus negative resistance response to hydrogenation in palladium and its alloys
电阻式固态传感器广泛用于多种应用，包括分子和气体检测。目标物质的吸收或嵌入改变了薄膜的晶格参数和有效厚度，这通常在分析它们的传输特性和特别是传感器响应时被忽略。在这里，我们探讨的情况下，钯基薄膜吸收氢，并表明，厚度的膨胀是一个重要的机制，确定的幅度和非常极性的电阻响应氢化在高电阻率薄膜。模型的电阻响应，考虑到修改的厚度进行了测试，并确认在三个Pd基系统与可变电阻率：薄Pd膜以上和以下的逾渗阈值，厚Pd-SiO2颗粒复合膜与不同含量的二氧化硅，和Pd-富CoPd合金的电阻率取决于Co浓度。由于氢化物的形成和膜电阻的减少，由于厚度膨胀的体电阻率增加的叠加提供了一个一致的解释，在连续和不连续的膜具有不同的结构和组合物的氢化反应。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Transformation process of the magnetron-sputtered Ag$_2$O film in hydrogen annealing
本文主要研究了氢分压对Ag $_2$ O薄膜的微观结构和相变的影响。并对转化过程和机理进行了详细分析。氢分压的增加可促进Ag $_2$ O向Ag的转变，降低Ag $_2$ O与氢反应的活化能，提高Ag $_2$ O薄膜的晶格应变，从而降低薄膜的临界转变温度。在整个氢退火过程中，氢参与的反应主要是与Ag $_2$ O的氢还原反应。氢和气态H $_2$ O分子的扩散伴随着整个氢退火过程。
2013-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen sensing by sol-gel grown NiO and NiO:Li thin films
采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃基片上制备了氧化镍（NiO）和掺锂氧化镍（NiO：Li）薄膜，制备了氢敏元件。研究了薄膜的表面形貌、结构、光学和电学性能。氢传感结果显示了三种工作温度（140、160和180 °C）和合成空气中1000至15000 ppm的氢浓度范围。NiO和NiO：Li（2%和8%掺杂浓度）传感器在180 °C的工作温度下显示出最大响应。当在空气中不同的氢浓度下测试时，锂掺杂的NiO传感器显示出比未掺杂的NiO膜更高的响应。
2014-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Sensitivity of ferromagnetic resonance in PdCo alloyed films to hydrogen gas
本文研究了不同钴含量（x = 0.65，0.39，0.24和0.14）的Co（x）Pd（1-x）合金样品的铁磁共振响应。我们发现样品对样品环境中氢气存在的响应存在显着差异。两个特定的薄膜（与x=0.39和0.24）表现出的行为，这是有希望的应用在氢气传感。利用Co（39）Pd（61）合金薄膜，在外加磁场一定的情况下，我们能够在很宽的范围内（从<0.1%到100%）测量氢气浓度。最后，我们证明了Co（24）Pd（76）合金薄膜对超低氢气浓度（从10到10000 ppm）敏感。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci
On the Structural and Optical Properties of Sputtered Hydrogenated Amorphous Silicon Thin Films
本文主要研究了射频阴极溅射法制备的氢化非晶硅薄膜（a-Si：H）的光学和结构特性。我们分别研究薄膜沉积过程中的氢分压的影响，以及沉积后的热退火对层的主要光学特性，如折射率，光学带隙和Urbach能量的影响。使用掠射X射线反射测量技术，薄膜的结构特性检查后立即薄膜沉积以及表面氧化或退火后。我们表明，低氢压力允许层中的悬挂键饱和，而高剂量导致产生新的缺陷。我们还表明，在中等温度下的热退火提高了沉积层的结构质量。对于刚沉积后检查的膜，氢的作用出现在其密度的增加。对于那些在环境中短暂停留后进行分析的人来说，氢对他们的表面氧化起着保护作用。这种作用消失了很长一段时间留在周围。非晶硅;掠入射X射线;氢;光学性质;穿透深度;反射法;热退火;薄膜; PACS编号61.10.K - 61.43.D - 68.55.JK - 68.55.81.15.A
2002-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulations of the growth of thin amorphous hydrogenated carbon films on diamond surface
利用分子动力学模拟方法研究了CH2基团轰击金刚石(111)面所形成的无定形碳氢薄膜(a-C:H)的生长过程.结构分析表明局部结构（例如，C原子的第一配位数）的α-C：H的结构与氢的含量密切相关。入射自由基动能的增加导致a-C：H中氢含量的降低，从而改变了a-C：H中sp3键合碳原子的比例.
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Highly hydrogen-sensitive thermal desorption spectroscopy system for quantitative analysis of low hydrogen concentration (~1 x 10^16 atoms/cm3) in thin-film samples
我们开发了一个高氢敏热脱附光谱（HHS-TDS）系统来检测和定量分析薄膜中的低氢浓度。该系统连接到原位样品转移室系统、机械手和在~10^-8 Pa的超高真空（UHV）气氛下的射频磁控溅射薄膜沉积室。在开发HHS-TDS中提出了以下关键要求：（i）低的氢残余分压，（ii）低的氢排出速度，以及（iii）除了薄膜的体区域之外，使氢热解吸最小化。为了满足这些要求，选择了合适的材料和组件，并构建了系统，以从每个组件中提取最大性能。因此，~2000倍高的灵敏度，氢比市售的UHV-TDS系统实现使用H+注入硅样品。使用HHS-TDS系统对非晶氧化物半导体InGaZnO 4薄膜（厚度1cm × 1cm × 1um，氢浓度4.5 × 1017原子/cm 3）进行定量分析。使用UHV-TDS或二次离子质谱（SIMS）系统无法检测到该浓度水平。HHS-TDS系统的氢检测极限估计为~1 x 10^16原子/cm 3，这意味着比SIMS和共振核反应系统（~10^18原子/cm 3）的灵敏度高2个数量级。
2017-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the thickness of Si and Ge films deposited on Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si substrates on their structure and diffusion of hydrogen atoms from Si$_3$N$_4$ layers
用RHEED、FTIR和Raman光谱研究了分子束在Si $_3$ N $_4$ /SiO $_2$ /Si（001）衬底上生长的厚度达200 nm的硅和锗薄膜。在红外吸收光谱中观察到N $-$ H和Si $-$ N吸收带的强度由于硅和锗膜的沉积而发生显著变化。沉积膜越厚，N $-$ H吸收带强度的降低和Si $-$ N吸收带强度的增加越显著。在非晶和多晶Si或Ge薄膜的生长过程中都观察到了这种趋势。在分配给N $-$ H键振动的频带处的IR吸收的减少被解释为通过这些键的断裂，随后由氢原子从Si $_3$ N $_4$层扩散到硅或锗的生长膜中。沉积膜厚度对氢扩散的影响在由介电Si $_3$ N $_4$层和生长的硅或锗膜中的氢原子的化学势差控制的氢原子扩散的模型内进行了讨论。仅在Si或Ge膜的沉积期间当其厚度逐渐增长时，氢原子才从Si $_3$ N $_4$层逃逸。由于化学电势差的下降，膜生长的中断停止了氢原子迁移到膜中。
2021-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen sensing characteristics of perovskite based calcium doped BiFeO3 thin films
基于过氧化氢氧化物的薄膜气体传感器一直被认为是通常研究的基于二元金属氧化物的传感器的潜在替代品。BiFeO 3是p型钙钛矿型半导体氧化物的原型，最近因其有前途的气敏特性而引起了人们的极大关注。在目前的工作中，氢传感特性的钙掺杂BiFeO 3已报道通过改变膜的厚度，掺杂浓度，工作温度，和测试气体浓度。薄膜沉积在玻璃基板上的溶胶-凝胶路线，使用旋涂。X射线衍射分析证实了相纯膜的形成，扫描电子显微镜证实了其均匀致密的微观结构。与纯BiFeO 3传感器相比，Ca掺杂BiFeO 3传感器具有更高的灵敏度。据报道，薄膜的厚度和Ca掺杂浓度起主要作用，以控制沉积膜的氢敏感特性。基于15%Ca掺杂的BiFeO 3气敏元件在500 ppm H2下具有非常高的灵敏度（~ 212%），并且在中等工作温度（~250 °C）下具有优异的氢气选择性。
2019-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Sensitivity Enhancement of Pd/Co Bi-layer Film for Hydrogen Gas Sensing using Perpendicular-to-Plane Ferromagnetic Resonance Configuration
以前，它已经表明，薄钯钴双层膜的垂直磁各向异性（PMA）的强度可以修改时，氢气被吸收的钯（Pd）层。在我们最近的工作中，我们表明，这种材料的铁磁共振（FMR）响应是敏感的PMA的变化后，暴露的Pd的氢气。因此，简单、紧凑和非接触式氢气传感器可以利用基于FMR的PMA中的可逆氢气诱导变化的检测。FMR峰位移的大小在确定传感器的灵敏度方面是关键的：在给定的氢气浓度下，FMR峰位移越高，灵敏度越高。在目前的工作中，我们证明了检测灵敏度增强时，静态磁场施加垂直于膜平面。一个因素的8倍的改善，观察相对于在平面FMR配置先前研究。基于Kittel方程对铁磁薄膜的FMR频率进行了分析，以了解灵敏度增强的机制。这一结果对于优化Pd/Co双层薄膜用于新型氢气传感平台具有重要意义。
2016-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Nanocomposite NiO:Au hydrogen sensors with high sensitivity and low operating temperature
我们目前的结果纳米复合NiO：金薄膜氢传感器，这是能够检测空气中的氢浓度低至2 ppm，在125- 150 ℃范围内的低温下工作的发展。在氧化硅衬底上沉积NiO薄膜。薄膜的结构，形态和纳米力学性能进行了研究与沉积后退火。通过脉冲激光沉积在NiO表面上添加Au纳米颗粒，并在Au沉积之前和之后将膜作为氢传感器进行测试。NiO薄膜作为氢传感器的性能显着提高在表面上的Au纳米粒子的存在下。检测限（最低可检测的氢浓度）降低了两个数量级，而响应时间也降低了三倍。
2013-12-02 cond-mat.mtrl-sci
From Deposition Stress to Surface Reactivity: Strain-Dependent Hydrogen Evolution on Sputtered Platinum Thin Films
Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学）；University Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Center for Interface-Dominated High Performance Materials, (ZGH) Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学界面主导高性能材料中心）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
研究通过调节溅射压力改变铂薄片的应力状态，发现低压力下薄片具有更高的氢演化反应活性，而高压力导致活性降低，揭示了残余应变、微结构和氢覆盖度的相互作用机制。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-modified inverse Spin Hall Effect in palladium-cobalt bi-layer films
测量了含Pd层和Co层的双层膜中Pd层对氢气的吸收对材料中逆自旋霍尔效应（iSHE）的影响。iSHE由钴层中的铁磁共振驱动。在这些条件下，iSHE被视为跨Pd层的直流电压。在氢气的存在下，iSHE峰与材料的铁磁共振吸收峰一起在所施加的场中向下移动。同时，观察到iSHE峰高及其宽度的增加。我们的分析表明，这些观察结果可能被解释为在氢气的存在下，钯层的自旋霍尔角的减少。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Effect of hydrogen plasma treatment and oxygen deficiency on conducting properties of In$_2$O$_3$:Sn thin films
在1.5-300 K温度范围内，研究了在不同温度和氧分压下沉积在玻璃衬底上的In $_2$ O $_3$：Sn薄膜以及经氢等离子体处理的薄膜的电导率、霍尔效应和磁电阻。除了In $_2$ O $_3$：Sn膜在缺氧气氛中沉积的电阻率的温度依赖性外，所观察到的电阻率的温度依赖性是典型的金属电子传输。在230 $^\circ$ C下沉积的膜的电子浓度和迁移率大于标称在室温下沉积的膜的电子浓度和迁移率。在氢等离子体中短时间（5分钟）处理膜导致电导率的增强，而较长时间（30分钟）处理具有相反的效果。的电气测量伴随着AFM和SEM的结构性能的研究，以及通过XPS分析。基于结构和电学测量，我们得出结论，由氢等离子体引发的还原过程提供了必要的修改的ITO膜表面。同时，ITO膜的剩余部分（位于表面层下方）的电性质保持基本不变。XPS分析表明，原位生长的氧缺陷ITO薄膜在费米能级和价带边之间的DOS增强。额外的局域态表现为受体，导致$n$型ITO的补偿。这可以解释该材料中较低的$n$型导电性跨越到Mott型跳跃。
2011-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Optimized hydrogen sensing properties of nanocomposite NiO:Au thin films grown by dual Pulsed Laser Deposition
采用反应脉冲激光沉积法（R-PLD）制备了由金纳米颗粒镶嵌在氧化镍基体中的纳米复合NiO：Au薄膜。两个主动同步纳秒激光源，KrF准分子激光器（248 nm）和Nd：YAG激光器（355 nm），用于同时烧蚀镍和金目标在氧气环境中。研究了所得纳米复合材料的形貌、组成和光学性质，发现其与Au纳米颗粒的浓度相关。此外，NiO：Au纳米复合材料已被测试为氢传感器。将Au纳米颗粒嵌入NiO膜基质中降低了传感器的工作温度，并将其性能提高了几个数量级。
2013-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion of hydrogen atoms in silicon layers deposited from molecular beams on dielectric substrates
本文详细研究了分子束低温真空条件下在多层Si $_3$ N $_4$ /SiO $_2$ /c-Si衬底上生长非氢化非晶硅和多晶硅薄膜的过程。氢原子从电介质层扩散到生长膜中被示出为伴随着硅膜在通过CVD沉积的Si $_3$ N $_4$层上或在通过硅晶片的热氧化获得的SiO $_2$层上的生长。利用傅里叶变换红外光谱研究了氢从介质衬底向硅膜迁移的过程。红外光谱中与N-$-$ H键振动相关的谱带处红外吸收的减少和与Si-$-$ N键振动相关的谱带处红外吸收的增加表明，在从分子束沉积Si期间，氢原子离开Si $_3$ N $_4$层。在沉积在Si $_3$ N $_4$和SiO $_2$层上的样品的IR光谱中出现的、归属于Si $-$ H键在$\sim 2100$ cm $^{-1}$处的价振动的吸收带表明氢原子在硅膜中的积累。介电层和硅膜中的氢原子的化学势差解释了氢原子从Si $_3$ N $_4$或SiO $_2$层转移到生长的硅膜中。
2019-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Light-weight sodium alanate thin films grown by reactive sputtering
本文报道了在氢原子反应气氛中用共溅射法制备铝酸钠薄膜的方法。我们研究了相的形成和分布，以及氢的脱附，与光学和红外透射光谱相结合。我们表明，氢的脱附，相分离和掺杂剂在这些复杂的金属氧化物中的作用，可以监测与光学测量。这一结果表明，薄膜方法可用于技术相关的轻金属陶瓷的模型研究。
2009-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Inducing skyrmions in ultrathin Fe films by hydrogen exposure
磁skyrmions是一种具有粒子性质的纳米自旋局域结构，有望作为比特应用于下一代信息技术。未来基于skyrmion的应用的一个重要步骤是设计关键的磁性参数，以开发和稳定单个磁性skyrmion。在这里，我们演示了通过在样品中加载原子氢来调节Ir111衬底上Fe双层的非共线磁性状态。利用自旋极化扫描隧道显微镜发现，氢化体系在外加磁场中支持skyrmion的形成，而未氢化的Fe双电层则不支持.基于从头计算，我们归因于这种效果的海森堡交换和Dzyaloshinsky_Moriya相互作用，由于氢化的调谐。除了界面工程外，磁性薄膜的氢化为低维磁性材料中Skyrmion态的设计和优化提供了一条独特的途径。
2017-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Understanding early stages of low-temperature hydrogen-driven direct co-reduction of Fe-Ni mixed oxide thin films at the near atomic scale
Chair for Materials Discovery and Interfaces, Institute for Materials, Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学材料研究所材料发现与界面讲席）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Center for Interface Dominated High Performance Materials (ZGH), Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学界面主导高性能材料中心）
研究通过Fe50Ni50Ox薄膜探究氧化物薄膜在近原子尺度下的低温度氢直接共还原过程，揭示了纳米结构和镍自催化效应在合金形成中的协同作用。
2026-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Substrate induced optimization of the Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction (HER) performances of MoS2 thin film
Università Degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；CNR-IOM（意大利国家研究委员会材料研究所）；International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（国际理论物理中心）；AREA Science Park（AREA科学园）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）
本研究通过衬底诱导优化MoS2薄膜的1T相稳定化，提升其电催化析氢反应性能。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Metallic spintronic nanofilm as a hydrogen sensor
我们研究了钯钴双层薄膜在大气压下充氢的响应。我们发现，氢的钯层的吸收的结果在窄化和移动的铁磁共振线的材料。我们解释所观察到的现象，从减少自旋泵效应和钴膜的磁各向异性通过界面效应的变化。谐振频率或场的偏移最容易检测。我们利用它来证明双层膜作为氢传感器的功能。
2013-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Effective reduction of PdCoO2 thin films via hydrogenation and sign tunable anomalous Hall effect
PdCoO2属于三角形氧化物家族，称为铜铁矿，是最导电的氧化物之一。它的面内电导率与最好的金属相当，并在低温下表现出具有极长平均自由程的流体动力学电子输运。尽管如此，尽管存在钴离子，它仍是稳定的。在这里，我们表明，一个温和的氢化过程减少PdCoO2薄膜的原子混合合金的PdCo具有强的面外铁磁性和符号可调的异常霍尔效应。考虑到许多其他化合物在类似的氢化条件下几乎没有受到影响，这一发现可能提供一种途径，以创造新的自旋电子异质结构结合强铁磁性，涉及氧化物和其他功能材料。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-assisted layer-by-layer growth and robust nontrivial topology of stanene films on Bi(111)
自从首次通过外延生长成功合成锡烯以来，人们一直致力于提高其整体质量，并探索其在不同生长条件下的拓扑和其他奇异性质。在这里，我们使用第一性原理的方法，揭示了原子的生长机制和强大的拓扑结构的少层锡烯Bi（111）。我们首先表明，单层锡烯生长在Bi（111）遵循一个非常理想的成核和生长机制，其特征在于吸引的Sn吸附原子的相互作用。更重要的是，我们发现，表面钝化的残余氢是必不可少的，在实现逐层生长的高品质的少层锡烯，与氢作为表面活性剂在稳定生长的薄膜。此外，我们系统地研究了锡烯的拓扑性质对薄膜厚度、氢钝化和衬底的依赖关系，并在不同的物理条件下获得了稳健的量子自旋霍尔效应。非平凡拓扑的鲁棒性归因于Bi衬底的强自旋-轨道耦合。本文还结合最近的实验结果讨论了锡烯的原子生长机制和非平凡拓扑结构。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Transparent yttrium hydride thin films prepared by reactive sputtering
早先已经建议将金属氧化物用于太阳能电池中。以此为出发点，我们采用反应磁控溅射法制备了氢化钇薄膜。所得膜在沉积期间对于低氢分压是金属的，并且对于较高氢分压是黑色或黄色透明的。金属和半导体透明YHx薄膜已直接原位制备，而不需要覆盖层和沉积后氢化。光学薄膜是类似的YHx薄膜由其他技术制备的发现，但透明薄膜的晶体结构不同于众所周知的YH3相，因为它们有一个fcc晶格，而不是hcp。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Thickness induced metal to insulator charge transport and unusual hydrogen response in granular palladium nanofilms
本文系统地研究了厚度在6 ~ 2nm之间的颗粒状钯超薄膜中电荷输运机制的演化。当厚度大于4 nm时，薄膜表现为金属性，而厚度为3 nm时，薄膜在19.5K发生了金属-绝缘体转变。相比之下，2nm厚的膜在所有温度下都保持绝缘。运输系统遵循莫特的可变距离跳跃在室温下，H $_2$暴露于较厚的薄膜时，电阻降低.绝缘膜在转换到随后的降低之前显示出异常的初始电阻增加。纳米结构的依赖性运输和随之而来的H $_2$响应的逾渗模型，这也探讨了相关的膜厚度作为一个宏观控制参数，工程师所需的系统响应在粒状金属膜。
2020-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen partial pressure as a key parameter in the reactive sputtering of photochromic YHO thin films
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）
该研究探究反应溅射YHO薄膜时氢分压的关键作用，发现低氢分压可提升薄膜光学透明度、光致变色对比度并加快漂白动力学，其结果与YHO氧含量和光致变色响应的普遍相关性存在偏差。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
The influence of oxygen and hydrogen adsorption on the magnetic structure of the ultrathin iron film on the Ir(001) surface
本文用从头算方法详细研究了Ir（001）表面吸附氧和氢的Fe单层膜的电子结构和磁序。结果进行了比较干净的Fe/Ir（001）系统，最近深入的研究表明，一个反铁磁秩序和复杂的磁性结构的强烈趋势。氧覆盖层的吸附显著增加了Fe层和Ir衬底之间的层间距离，而氢的影响要弱得多。我们发现，氧（和氢）的吸附导致的p（2 $\times $ 1）反铁磁顺序的Fe时刻，这也是支持的调查的基础上无序的本地矩状态。模拟的扫描隧道图像使用简单的Tersoff-Hamann模型暗示，建议的p（2 $\times $ 1）反铁磁秩序，甚至可以检测到非磁性提示。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Bonding Structures of ZrHx Thin Films by X-ray Spectroscopy
利用Zr K边（1 s）X射线吸收近边结构和扩展X射线吸收精细结构谱研究了磁控溅射ZrHx（x=0.15，0.30，1.16）薄膜的局域原子结构和化学键的变化。随着氢含量的增加，Zr K-边缘向更高能量的化学位移被观察到，由于电荷转移和Zr 4d和H 1 s状态之间的离子或极性共价键合组分，Zr的化合价增加。我们发现随着氢含量的增加，Zr-Zr键距从六方密堆积金属（α相）中的3.160 μ m增加到x=1.16的欠化学计量的δ-ZrHx膜（CaF 2型结构）中的3.395 μ m，这在很大程度上类似于散装δ-ZrH 2。对于更低的氢含量，该结构是混合的α和δ相，而足够的氢负载（x>1）产生纯δ相，其是低于化学计量的，但在热力学上是稳定的。氢含量和应变的变化进行了讨论，在相应的键长的变化，杂交，和电阻率的趋势。
2017-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in electrolytically reduced PdCoO$_2$ thin films
PdCoO $_2$具有高导电性和各向异性，是一种有前途的基础和技术应用材料。最近，还原的PdCoO $_2$薄膜被证明在氢退火后表现出铁磁性。在这里，我们证明，当PdCoO $_2$膜被用作解离水的阴极时，在膜周围产生的氢还原材料，并导致出现异常霍尔效应（AHE）。此外，我们还证明了AHE信号的符号也可以随着电解过程而改变。电解改性的PdCoO $_2$薄膜可能为自旋电子学的应用打开一扇大门。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Exchange-bias dependent diffusion rate of hydrogen discovered from evolution of hydrogen-induced noncollinear magnetic anisotropy in FePd thin films
利用磁光克尔效应（MOKE）显微镜从FePd合金薄膜磁畴的演化过程中观察到了氢化诱导的非共线磁各向异性。MOKE图像揭示了氢扩散过程中不同磁各向异性之间的复杂竞争。一个有趣的增强的氢扩散速率由于存在的初始交换偏置诱导的高磁场，从而发现，指向一个额外的范围内的可控性的磁性金属氧化物作为潜在的未来氢传感和存储材料。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally-induced microstructural evolution in nanoparticle-based CuO, WO$_3$ and CuO-WO$_3$ thin films for hydrogen gas sensing
本研究探究磁控气体聚集法制备的CuO、WO$_3$及其复合薄膜经200-400℃退火后的微观结构演化，发现复合膜热稳定性更高且400℃生成新型γ-CuWO₄相，并评估了其氢气传感性能。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling interface and thickness effects on hydrogen absorption in V/MgO: experiments and DFT
通过实验与DFT计算研究V/MgO薄膜中界面和厚度对氢吸收的影响，发现界面电子杂化削弱氢结合，超薄极限下熵变增大且相变临界温度被抑制，表明层厚与界面工程可调控可逆氢吸收。
2025-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Raman micro-spectroscopy as a tool to measure the absorption coefficient and the erosion rate of hydrogenated amorphous carbon films heat-treated under hydrogen bombardment
我们提出了一种快速和简单的方法来确定暴露于氢原子源的氢化非晶碳膜的腐蚀速率和吸收系数的非原位显微拉曼光谱的基础上。结果进行了比较椭偏测量。该方法适用于在不同温度下腐蚀的薄膜。在~ 450 { \degree }C时发现最大侵蚀速率，这与以前的结果一致。该技术适用于未来的定量研究薄碳膜的侵蚀，特别是感兴趣的热核聚变装置中发生的等离子体壁相互作用。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thickness-dependent, tunable anomalous Hall effect in hydrogen-reduced PdCoO$_2$ thin films
本文系统研究氢还原 PdCoO$_2$ 薄膜，揭示 25 nm 临界厚度以下 AHE 符号随退火温度正负振荡，且 PMA 与多机制竞争起关键作用。
2023-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen (deuterium) dynamics and thermal stability in ion-irradiated platinum-hydride thin films synthesized at low temperature
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；School of Materials and Chemical Technology, Institute of Science Tokyo（东京科学大学材料化学技术学院）；Department of Chemistry, The University of Tokyo（东京大学化学系）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子力研究开发机构先进科学研究中心）
本研究通过低能离子辐照制备亚稳态氢化铂薄膜，结合多种表征方法揭示了氢/氘在铂薄膜中的分布、动力学及热稳定性，为铂基相关领域的氢动力学研究提供了关键认识。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Nanocomposite NiO:Pd hydrogen sensors with sub-ppm detection limit and low operating temperature
我们目前的化学电阻纳米复合材料NiO：Pd氢传感器，这是能够检测到空气中的氢浓度低至300 ppb，在115-145 C范围内的温度下工作的制造结果。采用射频磁控溅射法在硅和石英衬底上制备了NiO薄膜，并对其结构和形貌进行了表征。通过脉冲激光沉积在NiO表面上添加Pd纳米颗粒，并在Pd沉积之前和之后将膜作为氢传感器进行测试。Pd纳米颗粒的存在改善了传感器的性能，导致在亚ppm水平的氢浓度的检测。此外，传感器的响应时间减少了2到4倍。
2014-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Studies on optical signal due to oxygen effect on hydrogenated amorphous/crystalline silicon thin-films
我们研究了氧对氢化非晶硅/晶体硅薄膜的结构和光学性质的影响。在微晶和非晶过渡区之间制备了不同的氢化氧化硅（SiO：H）和硅（Si：H）薄膜。用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光谱对不同的薄膜进行了表征。与氢化非晶硅氧化物（a-SiO：H）、氢化非晶硅（a-Si：H）和微晶硅（$μ$ c-Si：H）膜等不同类型的膜的结果的比较揭示了它们作为用于太阳能电池的优异物质的优越性。X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱分析表明，H稀释效应的不同对薄膜的结构和光学性能有较大的影响。非晶硅-氧和硅-氢化物合金薄膜的光致发光分析表明，它们适合作为硅基发光器件。1.83 eV的大光学带隙和在2.0 eV处的强光致发光的出现验证了a-SiO：H膜作为太阳能电池的更好替代物的适用性。
2020-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-Principles Calculation of Be(0001) Thin Films: Quantum Size Effect and Adsorption of Atomic Hydrogen
我们对Be（0001）薄膜进行了第一性原理计算，研究了氢原子单层吸附的表面能、功函数和结合能所表现出的振荡量子尺寸效应。费米能级表面态密度的显著提高使得Be（0001）薄膜比晶态Be更具有金属性。结果表明，Be薄膜的能量学和H原子在Be（0001）表面的吸附具有量子振荡行为.此外，原子氢的吸附也使Be（0001）表面的电子结构发生了显著的变化。
2007-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A ReaxFF molecular dynamics study of hydrogen diffusion in ruthenium -- the role of grain boundaries
钌薄膜可作为多层极紫外反射镜的保护帽。氢渗透通过钌是有问题的，因为它导致镜子上的气泡。H已被证明在体Ru中表现出低溶解度，并且快速扩散进出Ru。因此，起泡效应的潜在机制仍然未知。本文利用反应分子动力学模拟研究了Ru膜中的缺陷对H行为的影响。对于Ru/H系统，ReaxFF力场被参数化，其再现从量子力学计算获得的结构和能量。采用分子动力学模拟研究了倾斜和扭曲晶界对H在Ru中扩散行为的影响。我们的模拟结果表明，倾斜和扭曲晶界提供积极的有利网站的氢原子和作为汇和公路的H。因此，它们阻止H穿过它们的平面的运输，并且有利于沿着它们的平面的扩散。这导致氢在晶界处积聚。晶界对氢扩散的强烈影响表明，调整钌薄膜的形态是抑制氢渗透速率的一种手段。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic FMR and magneto-optical response of hydrogenated FCC phase Fe25Pd75 thin films and micro patterned devices
本研究探究H2对FCC相Fe25Pd75的影响，通过FMR光谱、结构与磁光测试、理论计算及微器件实验，发现吸氢后FMR峰向高场偏移且响应幅值大，明确了其氢化脱氢的相关特性与脱附速率。
2024-05-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical characterization of a-Si:H thin films grown by Hg-Photo-CVD
汞敏化光辅助化学气相沉积（Hg-Photo-CVD）技术为降低薄膜生长温度和在低成本柔性塑料基板上生产适合于未来一代高效薄膜太阳能电池的新型半导体材料开辟了新的可能性。本文提供了用这种淀积技术生长的氢化非晶硅薄膜的光学特性的一些实验数据。实验已经进行了沉积层和热退火的。保留字：光伏，太阳能电池，薄膜，纳米晶硅，氢化非晶硅，光学性能，热退火PACS编号：68.60.Dv，78.66.Jg，78.66.- w，73.50，Pz，81.15。z，84.60.Jt
2006-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Drivers of chemical diffusion of hydrogen in the thin transition metallic glass V80Zr20
提出利用光学透射法同步获取金属玻璃薄膜中氢浓度时空分布，测定浓度依赖的扩散系数与活化能，并揭示其与晶体钒薄膜的差异及理论意义。
2025-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Exciton Emission from Zno Nanocrystalline Films by Pulsed Laser Annealing
脉冲ArF激光在空气和氢气气氛中退火改善了ZnO纳米结构薄膜的光学性能。独立于环境气氛，激光退火产生的光致发光（PL）光谱上的两个主要影响：第一，激子PL的效率增加，由于非辐射复合中心的数量减少;第二，缺陷相关的橙色带的强度降低，因为在沉积过程中被捕获到薄膜中的过量的氧的去除。然而，在环境空气中退火也增加了与氧空位相关的绿带的强度。我们表明，激光退火和钝化的氧空位的氢的组合的结果在膜中的缺陷相关的发射，并保持完整的纳米结构特征。
2003-11-13 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Calculation of Mg(0001) Thin Films: Quantum Size Effect and Adsorption of Atomic Hydrogen
我们对Mg（0001）自支撑薄膜进行了第一性原理计算，研究了原子氢吸附物的表面能、功函数、层间弛豫和吸附能等量子尺寸振荡效应。量子阱态已被证明。计算的能量和层间弛豫的清洁和H-吸附的Mg膜的量子振荡作为膜的厚度的函数，振荡周期约为8个单层，与最近的实验相一致，具有明显的特点。通过观察生长在Si（111）或W（110）衬底上的Mg（0001）薄膜的H覆盖率与厚度的关系，验证了H吸附的量子尺寸效应。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen plasma exposure of In/ITO bilayers as an effective way for dispersing In nanoparticles
我们解决的铟纳米粒子（在NPs）的生产从热蒸发的薄膜上的c-Si基板和溅射氧化铟锡（ITO），以及从溅射ITO薄膜，暴露于氢（H2）等离子体。一方面，我们发现，蒸发在薄膜生长在Volmer-Weber（VW）模式; H2等离子体减少了他们的表面氧化物和衬底退火重塑他们从平坦的岛屿到球体，没有任何显着的表面迁移或合并。另一方面，我们研究了在ITO薄膜和In/ITO双层结构上，通过改变H2等离子体暴露时间和衬底温度来形成In NPs。这使我们假设H2等离子体的主要作用是从ITO表面释放In原子。在较低的衬底温度（100°C）下，In纳米粒子以固相VW模式在ITO表面生长，类似于蒸镀In薄膜，而在300°C下，小的In液滴优先沿ITO晶粒边界成核，与ITO晶粒表面相比，ITO还原速率和原子扩散系数更高。随着液滴变大并彼此连接，基于液相生长-连接-聚结过程突然形成较大的液滴（1-2 μ m微米）。这种现象在In/ITO双层的情况下甚至更强，其中由蒸发的In产生的大的In液滴与由ITO还原产生的较小的NP连接并迅速合并成非常大的NP（15 μ m）。
2017-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Tantalum-Palladium: hysteresis-free optical hydrogen sensor over 7 orders of magnitude in pressure with sub-second response
以可靠、快速和具有成本效益的方式进行氢气检测是在绿色经济中大规模实施氢气的先决条件。我们提出薄膜Ta $_{1-y}$ Pd $_y$作为有效的光学传感材料，具有非常宽的传感范围，覆盖至少七个数量级的氢压力。Ta $_{1-y}$ Pd $_y$层的纳米限制抑制了本体中存在的一阶相变，并确保了没有任何滞后的感测响应。与其他传感材料不同，Ta $_{1-y}$ Pd $_y$具有特殊的性质，即可以通过改变Pd浓度来容易地调节传感范围，而不会降低传感材料的灵敏度。与合适的覆盖层相结合，即使在室温下也可以实现亚秒级的响应时间，比任何其他已知的薄膜氢传感器都快。
2021-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of hydrogen termination at grain boundaries in ultrananocrystalline diamond/hydrogenated amorphous carbon composite thin films synthesized via coaxial arc plasma
超纳米金刚石/氢化非晶碳复合薄膜由三种不同的成分组成：超纳米金刚石微晶、氢化非晶碳以及它们之间的晶界。由于晶界含有大量的悬空键和不饱和键，它们将是载流子陷阱中心降低器件性能的原因，在可能的应用中，如UV光探测器。我们的实验表明，氢原子优先纳入晶界和终止悬挂键通过几种光谱技术。XPS测量无法检测到薄膜中sp^2-和sp^3-杂化碳的定量跃迁，导致sp^3含量为55- 59%。另一方面，FT-IR和NEXAFS确实显示了某些碳杂化量的变化。前者证实了通过额外的氢化，sp^2烃转化为sp^3烃约10%，后者代表了化学构型从π* C{ \equiv }C和π* C=C到σ* C-H的变化。这些结果可以是一个证据的本地化氢在晶界上，这在终止悬挂键和不饱和键的一部分，他们是相关的光学和电学性能的薄膜研究在一些以前的研究。我们对氢化效应的光谱研究结合对光学和电学特性的讨论证实了氢化可以是在上述传感应用中增强光伏性能的有效工具。
2020-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Preparation and Characterization of Metal-free graphitic Carbon Nitride Film Photocathodes for Light-induced Hydrogen Evolution
最近，已经表明，一种丰富的材料，聚合氮化碳，可以在可见光照射下在牺牲供体的存在下从水中产生氢[1]。我们将在这里提出的制备和表征的石墨氮化碳（g-C3 N4）的半导体衬底上的双氰胺前体在惰性气体条件下的热缩合膜。氮化碳薄膜的结构和表面形态的研究表明，g-C3 N4薄膜的高孔隙率的纳米微晶网络组成。光电化学研究表明，阴极极化光诱导析氢的质子浓度在很宽的范围内的水溶液电解质。此外，基于同步辐射的光电子能谱学已被应用于研究所使用的g-C3 N4薄膜光电阴极的表面/近表面的化学组成。首次表明g-C_3 N_4薄膜可以成功地用作光诱导析氢的光电化学材料。[1]X. Wang，K. Maeda，A. Thomas，K. Takanabe，G. Xin，J. M. Carlsson，K. Domen，M. Antonietti，Nature Mat. 2009，8，76-80.
2012-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Indium Hydroxide Ceramic Targets: A Breakthrough in High-Mobility Thin-Film Transistor Technology
针对含氢氧化铟薄膜晶体管氢掺入工艺的安全与可控性问题，本文提出采用150-250°C空气烧结的氢氧化铟陶瓷靶材通过脉冲激光沉积制备薄膜，所得晶体管性能与气相氢掺入法相当，为其工业化应用提供实用途径。
2025-07-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-Principles calculation of atomic hydrogen adsorption on Be(10\={1}0) thin films
我们采用第一性原理研究了原子氢在Be（10\={1}0）薄膜上的吸附。根据Be（10\={1}0）表面与其最近邻层之间的层间距，可将其分为两种类型。计算结果表明，原子氢在这两种表面上的吸附性质显著不同.功函数、平均静电势和局部电荷密度一致地表明，L型表面（见下文）的电荷从H转移到Be，而S型表面的转移过程则相反。
2007-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Development of an Atomic Layer Deposition System for Deposition of Alumina as a Hydrogen Permeation Barrier
本研究开发了定制ALD系统在铜箔上沉积Al2O3薄膜作为氢渗透阻挡层，实验证明10nm Al2O3层使氘通量显著降低，PRF超过一个数量级，为聚变堆材料防护奠定基础。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci
On the potential of Hg-Photo-CVD process for the low temperature growth of nano-crystalline silicon (Topical Review)
汞敏化光辅助化学气相沉积（Hg-Photo-CVD）技术为降低薄膜生长温度和在低成本柔性塑料基板上生产适合于未来一代高效薄膜太阳能电池的新型半导体材料开辟了新的可能性。本文综述了该技术的研究进展，重点介绍了其在纳米硅低温制备中的应用前景，以及在薄膜光伏技术发展中的应用前景。保留字：光伏、太阳能电池、薄膜、纳米晶硅、氢化非晶硅、氢稀释、低温生长、光化学气相沉积。
2006-08-29 cond-mat.mtrl-sci
