Amorphous films of the transition elements

Thin films of the transition elements Fe, Co, Ni, Mn, and Cr have been prepared, by low temperature condensation in ultra high vacuum, 10−9 Torr. on to liquid helium cooled substrates. Resistance measurements made during film deposition and the subsequent anneal to 500°K showed a gradual decrease in resistivity arising from continuous crystallite growth for all films and rapid drops in resistivity for some films associated with an amorphous to crystalline transition. Films of iron and nickel needed several per cent of impurity to stabilise an amorphous phase, pure films being microcrystalline. All cobalt films showed the rapid drop in resistivity which was independent of substrate and evaporation rate. The impurities, necessarily present, determined the transition temperature, 38°K for the purest Co films. It is concluded that some metals can be prepared pure and in an amorphous state. Dünne Schichten der Übergangselemente Fe, Co, Ni, Mn und Cr wurden durch Verdampfung bei tiefen Temperaturen im Ultrahochvakuum, 10−9 Torr, auf mit flüissigem Helium gekühlten Substraten hergestellt. Widerstandsmessungen während des Aufdampfens und des folgenden Temperns bei 500°K zeigten eine allmähliche Widerstandsabnahme, die von dem ständigen Wachstum von Kristalliten in allen Schichten herrührte, und rapide Widerstandsabnahmen bei einigen Schichten, die mit dem Übergang vom amorphen zum kristallinen Zustand verbunden sind. Eisen- und Nickelschichten brauchten einen gewissen Prozentsatz von Verunreinigungen, um eine amorphe Phase zu stabilisieren, da reine Schichten kristallin sind. Alle Kobaltschichten zeigten eine rapide Widerstandsabnahme, unabhängig vom Substrat und vom Abdampfungsgrad. Die Verunreinigungen, die not-wendigerweise vorhanden waren, bestimmten die Übergangstemperatur von 38°K für die reinsten Schichten. Es wird gefolgert, daß einige reine Metalle auch im amorphen Zustand hergestellt werden können.

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