本文關(guān)鍵詞：單晶硅的納米力學(xué)響應(yīng)及其相變機(jī)制

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【摘要】：硅在大規(guī)模集成電路、MEMS/NEMS、半導(dǎo)體工業(yè)中具有不可替代作用,但是目前對硅的塑性變形及其相變機(jī)制的理解遠(yuǎn)未成熟.采用大規(guī)模分子動力學(xué)模擬研究(100)面的單晶硅在球形金剛石壓頭納米壓入過程中的納米力學(xué)響應(yīng)、相變過程和相分布規(guī)律.結(jié)果表明:在彈性變形階段載荷-壓深曲線與Hertz接觸理論預(yù)測結(jié)果相吻合.兩者的分離點(diǎn)準(zhǔn)確地預(yù)示了塑性變形的發(fā)生.金剛石結(jié)構(gòu)的Si-I相向體心結(jié)構(gòu)的BCT5相轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了單晶硅初始的塑性變形.初始形成的BCT5相在次表面形成了一個倒置的金字塔形結(jié)構(gòu).Si-II相的形成則稍微滯后一些.在較大的載荷下BCT5在壓入面上形成一個四重對稱的圖案分布.相對于小壓頭條件下大的BCT5相區(qū),大壓頭更有利于SiII相的發(fā)展.卸載后生成的高壓Si-II相和BCT5相全部轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷Ч?研究結(jié)果確認(rèn)了單晶硅納米壓入中BCT5相的存在;揭示了單晶硅塑性變形的相變機(jī)理,即Si-I轉(zhuǎn)變?yōu)锽CT5和Si-II相;并強(qiáng)調(diào)了Si-I相向BCT5相轉(zhuǎn)變對于單晶硅塑性變形的重要作用.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院;西安交通大學(xué)金屬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 單晶硅 納米壓入 相變 塑性變形
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(973)(2007CB607605) 國家自然科學(xué)基金(51375480,4E158300) 江蘇省自然科學(xué)基金(6E158195) 中國博士后基金(2014M551686) 中國礦業(yè)大學(xué)人才引進(jìn)計(jì)劃的資助;中國礦業(yè)大學(xué)現(xiàn)代分析與計(jì)算中心所提供的高性能計(jì)算機(jī)時(shí)~~
【分類號】：TQ127.2
【正文快照】： the nano-mechanical behavior and phase transformation mechanism of monocrystalline silicon.In the simulations,alarge indenter with radius of~21.73nm was utilized in order to approach the experimental indenter size.Benefit from thelarge indenter,the detai

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蔡中蘭;BZT-BCT壓電材料電學(xué)與微/納米力學(xué)性能的研究[D];東南大學(xué);2015年

2 張小冀;光學(xué)玻璃納米力學(xué)性能研究[D];大連理工大學(xué);2014年

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本文編號：1010112