An investigation of the structure of non-crystalline films of nickel, cobalt, and cobalt–phosphorus by electron diffraction

Abstract

Non-crystalline thin films of nickel and cobalt have been prepared by vapour deposition onto liquid-nitrogen-cooled substrates, whilst a cobalt–phosphorus alloy has been produced by electroless deposition. An electron diffraction study of these samples has been undertaken. The intensity profiles are found to be inconsistent with those calculated for models of f.c.c. or h.c.p. microcrystals. The most frequently occurring interatomic distances, obtained from the pair distribution functins, are similar to those given by the dense random packing of hard spheres. The nearest neighbour distance, in each of the samples, is slightly larger than that observed in the crystalline state, but the effective hard-sphere diameters, required to fit the experimental and theoretical pair distribution functions are approximately 5% smaller. It is concluded that a perfect dense random packing of atoms is not obtained since it is not possible to violate the distance of closest atomic approach observed in the crystalline state. Nichtkristalline dünne Nickel- und Kobalt-Schichten sind durch Verdampfung auf mit flüssigem Stickstoff gekühlten Substraten hersestellt worden, während eine Kobalt–Phosphor-Legierung auf nicht-elektrische Weise erhalten wurde. An den Proben wurden Elektronen-Beugungs-Untersuchungen durchgeführt. Die Intensitätsprofile waren nicht konsistent mit denen, die aus Rechnungen au der Basis von Modellen für k.f.z. und h.d.p. Mikrokristallen erhalten wurden. Die am häufigsten aufretrenden interatomaren Abstände die aus der Paar-Verteilungs-Funktion ermittelt wurden, sind ähnlich denen einer dichtesten statistischen Packung harter Kugeln. Der Abstand nächster Nachbarn ist in jeder Probe etwas größer als im kristallinen Zustand, aber die effektiven Durchmesser harter Kugeln, die zur Anpassung der gemessenen an die theoretischen Paar-Verteilungs-Funktion benötigt werden, sind etwa um 5% kleiner. Daraus wird geschlossen, daß eine ideal-dichteste Kugelpackung von Atomen nicht erhalten wurde, da es nicht möglich ist, den kleinsten atomaren Abstand des kristallinen Zustands zu unterbieten.