Correlated Chemical and Positional Fluctuations in the Gold-Nickel System: a Synchrotron X-Ray Diffuse Scattering Study

(Received 7 November 1994, accepted 29 May 1995)

Abstract
A quantitative analysis of the X-ray diffuse intensity scattered by an Au ₈₀Ni ₂₀ single-crystal was performed, in its metastable, homogeneous state, characteristic of the temperature of 520 K. An important feature is that the intensity due to chemical short-range order is one order of magnitude smaller than the intensity due to atomic displacements. The solid solution is nearly random from the point of view of short-range order, but composition fluctuations along < 100 > directions axe already present, of characteristic wavelength  nm, which are precursors of the composition modulations which develop when annealing below the coherent spinodal decomposition boundary. The first-order mean pair displacements were also obtained. Positional fluctuations along < 100 > directions are found, which axe correlated with composition fluctuations. These results axe discussed in connection with the anomalous low-temperature behavior of Au _1-xNi _x solid solutions.

Résumé
Nous présentons une analyse quantitative de la diffusion diffuse des rayons X par un monocristal Au ₈₀Ni ₂₀, dans son état métastable, homogène, caractéristique d'un recuit à 520 K. Il est frappant que l'intensité due à l'ordre à courte distance est d'un ordre de grandeur inférieure à l'intensité due aux déplacements atomiques. La solution solide est presque aléatoire du point de vue de l'ordre local, mais des fluctuations de composition existent déjà le long des directions < 100 >, de longueur d'onde  nm, qui sont les précurseurs des modulations de composition qui se développent lors d'un recuit en dessous de la courbe spinodale cohérente. Les déplacements de paire du premier ordre ont également été déduits de l'analyse. Des fluctuations de position sont observées le long des directions < 100 >, corrélées aux fluctuations de composition. Ces résultats sont discutés en relation avec le comportement anormal des solutions solides Au _1-xNi _x. à basse température.