Investigation of hydrogenation of Ti films under ion irradiation from water plasma

Abstract

Paper aims to show that plasma implantation technique is capable of splitting water molecules into their constituent atoms and storing of implanted hydrogen in the bulk of nanocrystalline Ti. The main plasma treatment parameters: the water vapour pressure -1 - 10 Pa, the discharge current - 0.2 A and voltage - 250 - 300 V. The as-deposited and plasma treated Ti films were characterized using the X-ray diffractometer (XRD), the electron dispersion spectroscopy (EDS) combined with the scanning electron microscopy (SEM). The distributions profiles of broken hydrogen atoms have been measured experimentally by glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES) and oxygen - by Auger Electron Emission spectroscopy (AES). Streszczenie. Celem niniejszego artykułu jest wykazanie, że technika implantacji plazmowej umożliwia podział cząsteczek wody na jej atomy składowe i przechowanie implantowanego wodoru w objętości nanokrystalicznego Ti. Głowne parametry obróbki plazmowej: ciśnienie pary wodnej - 1 - 10 Pa, prąd wyładowania - 0,2 A i napięcie - 250 - 300 V. Nałożone i poddane obróbce plazmowe warstwy Ti zostały scharakteryzowane za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego (XRD), elektronowej spektroskopii dyspersyjnej (EDS) połączonej ze skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM). Profile rozkładu wybitych atomów wodoru zostały zmierzone doświadczalnie za pomocą optycznej spektroskopii emisyjnej wyładowania jarzeniowego (GDOES) oraz wybitych atomów tlenu za pomocą emisyjnej spektroskopii elektronów Augera (AES). (Badanie uwodornienia warstw Ti pod wpływem promieniowania jonowego z plazmy wodnej). Keywords: water vapour, plasma, hydrogen. Słowa kluczowe: para wodna, plazma, wodór. Introduction Currently, hydrogen production and storage are the key problems for hydrogen technologies [...]