Surface melting of deuterium hydride thick films

Abstract

Quasi-elastic neutron scattering has been used to measure, below the bulk melting temperature, the thickness and the diffusion coefficient of the mobile surface layer of 8 and 10 layer thick films of deuterium hydride (HD) condensed on MgO(100). The measurements show that the close-packed surface of solid HD surface melts gradually, with the thickness of the melted layer increasing from 0.5 to 6 molecular layers as the temperature rises from 4 K to 0.05 K below the bulk melting temperature. The diffusion coefficients are in the 10 −5 cm 2 s −1 range indicating that the surface disordered film is liquid-like Nous avons utilise la diffusion quasi-elastique de neutrons pour mesurer, en dessous de la temperature de fusion, l'epaisseur et le coefficient de diffusion de la couche mobile de surface de films d'epaisseur 8 et 10 couches moleculaires d'hydrure de deuterium (HD) condenses sur MgO(100). Les mesures montrent que la surface compacte de HD solide subit une prefusion avec une epaisseur de la couche fondue variant de 0.5 a 6 couches moleculaires dans le domaine de temperatures s'etendant de 4 K a 0.05 K en dessous du point de fusion (16.604 K). Les coefficients de diffusion tombent dans le domaine des 10 −5 cm 2 s −1 , ce qui indique que la couche de surface desordonnee se comporte comme un liquide