纳米机械测试期刊俱乐部

对断裂碳化硅重新绑定的原位TEM观察

由张振宇、崔俊峰、王博、江海月、陈国新、余金红、林成泰、唐春、亚历山大·哈特迈尔、张俊杰、罗俊、安德烈亚斯·罗森克兰兹、南江、郭东明

纳米尺度, 2018

碳化硅是一种独特的半导体,用于各种要求苛刻的应用,可暴露在极端环境中,如高功率操作和高温。还必须很好地理解此类设备的机械可靠性,以优化设备寿命,因为通常由脆裂纹生长导致故障。其中一个方法,通过裂纹生长可以部分缓解的失败是通过裂纹愈合。裂纹愈合是一个有趣的过程,其中键可以修复通过封闭的裂缝,并通常由电气,热和化学手段协助。


本研究报告了使用 Hysitron PI95 TEM Picoindenter 和推拉 (PTP) 器件对无定形和单晶 SiC 纳米线的原位 TEM 拉伸测试。纳米线是使用一种以眉毛为操纵器的新方法,以及银填充胶粘剂,以避免潜在的FIB损伤。这两种类型的纳米线都表现出多重裂纹愈合和再断裂事件。使用高分辨率 TEM 和分子动力学模拟对此进行了更详细的研究。发现裂纹愈合机制为原子扩散,经过部分再结晶,恢复了部分原有的纳米线强度。由于这是在真空中完成的,断裂表面没有氧化,表面能量的减少驱动着愈合过程,无需外部能量输入。