基于划刻实验的单晶锗材料去除机理研究

摘要

cqvip:采用Cube压头对单晶锗进行变载与恒载纳米划刻实验,利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对已加工表面进行观测,根据表面形貌将划刻过程分为延性域、脆塑转变域及脆性域三种,对各个阶段的表面成型及材料去除方式进行了研究。使用最小二乘法对不同阶段划刻力进行非线性拟合,并利用相关系数检验拟合函数可靠性,结果表明划刻力与划刻深度存在强相关性。同时分析了单晶锗的弹性回复率随划刻距离的变化趋势,结果表明工件的弹性回复率将从纯弹性阶段的1逐步回落至0.76左右。基于脆塑转变临界载荷,以裂纹萌生位置作为脆塑转变标志,首次结合工件已加工表面弹性回复,提出一种适用于计算单晶锗的脆塑转变临界深度模型,其脆塑转变临界深度为489 nm。