Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Căng thẳng dư trong phim mỏng đa tinh thể Cu/Cr nhiều lớp
Tóm tắt
Căng thẳng dư trong các lớp mỏng đa tinh thể Cu/Cr được tạo thành bằng phương pháp bắn phá và các lớp mỏng đơn tinh thể Cu và Cr đã được đánh giá bằng phương pháp độ cong của nền. Căng thẳng trong các lớp đa tinh thể được phát hiện là căng và tăng về độ lớn khi độ dày lớp (h) tăng, đạt giá trị đỉnh khoảng 1 GPa tại h = 50 nm. Đối với h > 50 nm, căng thẳng dư giảm khi h tăng nhưng vẫn giữ nguyên tính chất căng. Các xu hướng tương tự cũng được quan sát thấy ở các lớp phim đơn tinh thể Cu và Cr, ngoại trừ rằng căng thẳng tối đa trong phim Cu thấp hơn một bậc so với phim Cr. Kính hiển vi điện tử truyền qua đã được sử dụng để nghiên cứu sự tiến hóa vi cấu trúc như một hàm của độ dày lớp. Sự phát triển của các căng thẳng tăng trưởng kéo trong phim Cr được giải thích bằng sự hợp nhất đảo và sự phát triển tiếp theo khi độ dày tăng. Các ước lượng về giới hạn chảy của phim Cr cho thấy rằng, đối với h ≥ 50 nm, căng thẳng dư có thể bị giới hạn bởi giới hạn chảy. Các phép đo độ cong của nền trên các phim bilayer với các độ dày khác nhau đã được sử dụng để chứng minh rằng một đóng góp không thể xem nhẹ vào tổng căng thẳng trong các lớp đa tinh thể xuất phát từ căng thẳng ở giao diện.
Từ khóa
#căng thẳng dư #phim mỏng #Cu/Cr #nền #kính hiển vi điện tử truyền quaTài liệu tham khảo
H. Windischmann, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 17, 547 (1992).
M.F. Doerner and W.D. Nix, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 14, 25 (1988).
J.A. Thornton and D.W. Hoffman, Thin Solid Films 171, 5 (1989).
G.S. Was and T. Foecke, Thin Solid Films 286, 1 (1996).
P.M. Anderson and C. Li, Nanostruct. Mater. 5, 349 (1995).
S.A. Barnett and M. Shinn, Ann. Rev. Mater. Sci. 24, 481 (1994).
B.M. Clemens, H. Kung, and S.A. Barnett, MRS Bull. 24(2), 20 (1999).
J.A. Ruud, T.R. Jervis, and F. Spaepen, J. Appl. Phys. 75, 4969 (1994).
R.C. Cammarata, J.C. Bilello, A. Lindsay Greer, K. Sieradzki, and S.M. Yalisove, MRS Bull. 24(2), 34 (1999).
R.C. Cammarata, Mater. Sci. Eng. A 237, 180 (1997).
J.A. Ruud, W. Witvrouw, and F. Spaepen, J. Appl. Phys. 74, 2517 (1993).
J.A. Bain, L.Y. Chyung, S. Brennan, and B.M. Clemens, Phys. Rev. B 44, 1184 (1991).
A.L. Shull and F. Spaepen, J. Appl. Phys. 80, 6243 (1996).
P. Gumbsch and M.S. Daw, Phys. Rev. B 44, 3934 (1991).
A. Misra, M. Verdier, Y.C. Lu, H. Kung, T.E. Mitchell, M. Nastasi, and J.D. Embury, Scr. Mater. 39, 555 (1998).
C.A. Volkert, J. Appl. Phys. 70, 3521 (1991).
G.G. Stoney, Proc. R. Soc. (London) A 82, 172 (1909).
M.F. Tambwe, D.S. Stone, M. Nastasi, A.J. Griffin, H. Kung, and Y.C. Lu, J. Mater. Res. 14, 409 (1999).
D.B. Knorr and D.P. Tracy, Mater. Chem. Phys. 41, 206 (1995).
C.V. Thompson and R. Carel, J. Mech. Phys. Solids 44, 657 (1996).
A. Misra, S. Fayeulle, H. Kung, T.E. Mitchell, and M. Nastasi, Appl. Phys. Lett. 73, 891 (1998).
K.H. Muller, J. Appl. Phys. 62, 1796 (1987).
X.W. Zhou, R.A. Johnson, and H.N.G. Wadley, Acta. Mater. 45, 1513 (1997).
W.D. Nix and B.M. Clemens, J. Mater. Res. 14, 3467 (1999).
A. Misra, H. Kung, T.E. Mitchell, T. Jervis, and M. Nastasi, in Thin Films-Stresses and Mechanical Properties VII, edited by R.C. Cammarata, M.A. Nastasi, E.P. Busso, and W.C. Oliver (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 505, Warrendale, PA, 1998), p. 583.
H. Jones, Met. Sci. J. 5, 15 (1971).
D.A. Porter and K.E. Easterling, Phase Transformations in Metals and Alloys, 2nd ed. (Chapman and Hall, London, United Kingdom, 1992), p. 122.
M. Janda and O. Stefan, Thin Solid Films 112, 127 (1984).
H.P. Martinz and R. Abermann, Thin Solid Films 89, 133 (1982).
A. Misra, M.F. Hundley, D. Hristova, H. Kung, T.E. Mitchell, M. Nastasi, and J.D. Embury, J. Appl. Phys. 85, 302 (1999).
R. Venkatraman and J.C. Bravman, J. Mater. Res. 7, 2040 (1992).
C.V. Thompson, J. Mater. Res. 8, 237 (1993).
M.F. Ashby, Acta Metall. 14, 679 (1966).
W.D. Nix, Scr. Mater. 39, 545 (1998).
J.M. Freitag and B.M. Clemens, Appl. Phys. Lett. 73(1), 43 (1998).