SiN_x薄膜在纳米压痕下的变形和断裂行为

发布时间：2017-09-21 19:44

  本文关键词：SiN_x薄膜在纳米压痕下的变形和断裂行为

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【摘要】：利用磁控溅射方法在Si(111)衬底上制备了厚度为1μm的非晶SiN_x薄膜,采用纳米压痕方法研究了薄膜的变形和断裂行为。傅立叶变换红外光谱显示实验获得了较为纯净的SiN_x薄膜。SiN_x薄膜在纳米压痕下呈现出放射状的脆性断裂特征,随着压入深度的增大,放射状裂纹的长度逐渐增加。最大压入深度达到1 500nm时,薄膜和衬底间出现了扇形的界面断裂,并且这一界面断裂是在卸载过程中发生的。到最大压入深度达到2 500nm时,原位原子力显微镜照片可以清晰的观察到界面断裂及放射状裂纹。界面断裂韧性计算结果表明,SiN_x薄膜和Si(111)衬底间易形成脆性较大的共价结构界面,这是其界面断裂韧性较小的原因。
【作者单位】： 长春大学理学院;
【关键词】： SiNx薄膜 纳米压痕 脆性断裂 界面断裂
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51302019) 吉林省自然科学基金资助项目(20130101034JC) 吉林省科技发展计划资助项目(20120745)
【分类号】：TB383.2;TQ174.1
【正文快照】： 0引言作为一种重要的陶瓷材料,SiNx薄膜不仅具有良好的热稳定性、化学稳定性而且还具有极佳的力学性能,如硬度高、耐磨性好以及抗划伤能力强等,所以SiNx薄膜在材料表面改性领域有着广泛的应用。自Koehler[1]和Veprek[2]相继提出外延超晶格结构和纳米复合包裹结构可以提高材料

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1 赵志勇;Si_2N_2O-Si_3N_4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究[D];燕山大学;2013年

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本文编号：896511