利用霍尔效应测量CoPd薄膜的氢磁化响应

那些认为氢气是未来清洁能源的科学家们已经开发出氢气传感技术，这种技术能够在气体引起事故之前检测氢动力汽车和加油站的泄漏。

最常见的氢传感器由钯基薄膜组成，因为钯（Pd）是一种银白色的金属，类似于铂，具有易吸收氢气的性能。然而，Pd也容易吸收其他气体，使这些传感器的整体效率变低。

最近，特拉维夫大学的Alexander Gerber研究小组利用非凡霍尔效应（EHE）对钴钯（CoPd）薄膜的氢磁化响应进行了系统研究。这项研究的结果已经发表在AIP出版的应用物理学杂志上。

我们发现通过EHE检测氢确实具有非常高的灵敏度。我们的一个目标是开发一种与标准四探针电阻测量方法兼容的紧凑型EHE器件，以利用自旋电子效应，通过磁性类型的传感器增强气体检测能力，Alexander Gerber说。

自旋电子的扩展领域使用电子的自旋及其随之而来的磁特性。原则上，EHE是一种自旋相关的现象，在载流磁性膜上产生与磁化成比例的电压。

EHE发生在铁磁材料中，也称为反常霍尔效应，可以比普通霍尔效应大得多。钯虽然具有较高的吸氢能力，但本身并不是铁磁性的。因此，科学家们添加了钴，这是一种具有磁性的铁磁材料，它受CoPd合金中氢吸收的影响而诱发EHE。

研究人员配制了四组具有不同钴浓度的，厚度为7、14、70和100nm的样品，并研究了氢气高达4%气氛中的样品。研究发现，最薄的薄膜对氢的绝对响应最大：每1%的氢信号变化率大于500%。

在实际应用中，我们确定了各个组分的灵敏范围，氢的响应如何取决于组分，以及传感器的设置。

目前，Gerber的团队正致力于记录响应时间，并研究暴露后释放氢的能力，以便能够重复使用传感器。这个小组还计划研究如何优化氢气的选择性，并使这种方法适用于选择性检测其他气体。

文章来自azom网站，原文题目为Using Hall Effect to Measure Hydrogen Magnetization Response in CoPd Thin Films，由材料科技在线汇总整理。