2005
DOI: 10.1007/s11232-005-0185-8
|View full text |Cite
|
Sign up to set email alerts
|

Three Regimes of Diffusion Migration of Hydrogen Atoms in Metals

Abstract: The classical diffusion theory cannot explain the temperature kink of the activation energy and the anomalous isotopic effect observed in the hydrogen atom migration in BCC metals. We present a theory based on the equations of quantum statistical mechanics that permits interpreting both these phenomena completely. We consider three possible mechanisms for an elementary act of hydrogen diffusion in metals: the over-barrier hopping, the thermally activated tunnel transition, and the tunneling due to decay of a l… Show more

Help me understand this report

Search citation statements

Order By: Relevance

Paper Sections

Select...
4
1

Citation Types

0
11
0
2

Year Published

2017
2017
2024
2024

Publication Types

Select...
6

Relationship

0
6

Authors

Journals

citations
Cited by 8 publications
(22 citation statements)
references
References 22 publications
0
11
0
2
Order By: Relevance
“…Существуют всего два механизма миграции атомов в твердых телах: надбарьерные прыжки атомов (классический механизм) и туннелирование (квантовый). Почти все опытные данные по диффузии относятся к классическому механизму миграции, однако в случае атомов легких элементов большой практический и теоретический интерес представляют диффузионные данные для квантового механизма миграции [14][15][16][17]. Они актуальны для теорий диффузии, квантовой химии, низкотемпературных технологий и астрофизики, прежде всего для водорода в связи с его участием во многих природных и технологических процессах.…”
Section: причины для применения методик Nra In Situunclassified
See 1 more Smart Citation
“…Существуют всего два механизма миграции атомов в твердых телах: надбарьерные прыжки атомов (классический механизм) и туннелирование (квантовый). Почти все опытные данные по диффузии относятся к классическому механизму миграции, однако в случае атомов легких элементов большой практический и теоретический интерес представляют диффузионные данные для квантового механизма миграции [14][15][16][17]. Они актуальны для теорий диффузии, квантовой химии, низкотемпературных технологий и астрофизики, прежде всего для водорода в связи с его участием во многих природных и технологических процессах.…”
Section: причины для применения методик Nra In Situunclassified
“…Метод NRA предполагает облучение образцов на ускорителе и регистрацию продуктов ядерных реакций, протекающих во время облучения, между ускоренными частицами и содержащимися в образцах атомами легких элементов. Примерами таких реакций являются 18 О(p,) 15 N и 16 O(d,p 1 ) 17 . Oни иллюстрируют изотопную чувствительность методики.…”
Section: Introductionunclassified
“…Quantum tunneling governs the rate of chemical and biological reactions at cryogenic temperatures. Particularly, diffusion of hydrogen on metal surfaces and in metals was a subject of many experimental and theoretical studies. The results of those studies are important for the development of quantum theories of diffusion, surface chemistry and physics, catalysis, astrophysics, and various low-temperature technologies.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…It is well known that the distinguishing features of hydrogen diffusion in metals, compared to other heavier interstitial atoms, in addition to exceptionally low activation energy, is the quantum nature of diffusion at low temperatures which is manifested in pure crystals up to room temperature [2,5,8]. For instance, at superlow temperatures a predominantly quantum diffusion mechanism is possible, which consists of under-barrier quantum tunneling of hydrogen atoms between the neighboring interstitial sites.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…With increased temperature and imperfections of the crystal lattice, the contribution from the under-barrier diffusion is sharply decreased and the classical over-barrier mechanisms are predominantly realized. At temperatures above the room temperature, hydrogen diffusion occurs via overbarrier mechanisms [2,5,8]. This allows us to investigate diffusion of light interstitial atoms by classical molecular dynamics at comparatively high temperatures.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%