单晶硅纳米压痕过程的有限元模拟与实验验证

作者：陈樟; 苏伟; 万敏

来源：微纳电子技术, 2009, (02): 104-107.

• 纳米压痕
• 有限元模拟
• 微纳米技术
• 微纳尺度
• 相变 nanoindentation
• finite element simulation
• micro/nano technology
• micro/nano scale
• phase transformation

采用商用有限元软件ABAQUS建立了单晶硅纳米压痕过程的2D轴对称模型,通过分析模拟得到载荷-位移曲线,讨论了压头尖端半径、压头与样品间的摩擦系数对压痕过程的影响规律。为了验证模拟结果的有效性,用美国Hysitron公司的Triboindenter纳米压痕仪进行了实验。由仿真结果可知,在固定压深的条件下,增大压头尖端半径,所需施加的载荷增加,弹性回复程度增加。而摩擦系数的改变对压痕过程影响不大,可以在模拟中忽略不计。对比仿真曲线和实验曲线,实验曲线在卸载段55nm处出现了一明显拐点,使得其弹性回复程度远大于模拟的结果。这是由于高压诱导的相变导致了单晶硅纳米压痕过程中出现了复杂的本构关系,而有限...

• 出版日期2009
• 单位中国工程物理研究院电子工程研究所; 北京航空航天大学