Исследование методом наноиндентирования твердости и модуля Юнга в тонких приповерхностных слоях карбида кремния со стороны Si- и C-граней
Министерство образования и науки Российской Федерации, на основе госзадания, АААА-А18-118012790011-3
Осипов А.В.
1, Гращенко А.С.
1, Горляк А.Н.
2, Лебедев А.О.
2,3, Лучинин В.В.
2, Марков А.В.
2, Панов М.Ф.
2, Кукушкин С.А.
41Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
3Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
4Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: andrey.v.osipov@gmail.com
Поступила в редакцию: 20 апреля 2020 г.
В окончательной редакции: 29 апреля 2020 г.
Принята к печати: 29 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 31 мая 2020 г.
Представлены результаты исследования методом наноиндентирования твердости и модуля Юнга приповерхностных слоев гексагонального карбида кремния 4H-SiC, полученного модифицированным методом Лели, со стороны C-грани (0001) и Si-грани (0001) при малых глубинах погружения индентора. Показано, что различия в упругих свойствах и твердости SiC распространяются от поверхности в глубь кристалла примерно на глубину 60 nm. Значение модуля Юнга у C-грани практически совпадает с модулем Юнга объемного образца 4H-SiC (~ 400 GPa), что примерно в 2.3 раза выше, чем значение модуля Юнга у Si-грани на глубине от 0 до 35 nm (~ 170 GPa). Значение коэффициента твердости SiC в среднем примерно в 1.5 раза выше у поверхности C-грани (0001), чем у Si-грани (0001), на глубине от 0 до 60 nm. Поскольку при деформации или разрушении кристалла (формировании трещин) образуется новая поверхность, на основании полученных данных сделан вывод, что энергия поверхности С-грани также примерно в 1.5 раза выше, чем энергия поверхности Si-грани. Ключевые слова: наноиндентирование, карбид кремния, твердость, межфазная энергия.
- Fan J., Chu P.K. Silicon carbide nanostructures. Fabrication, structure, and properties. Cham: Springer, 2014. 330 p
- Лебедев А.А., Котоусова И.С., Лаврентьев А.А., Лебедев С.П., Макаренко И.В., Петров В.Н., Титков А.Н. // ФТТ. 2009. Т. 51. В. 4. С. 783--786
- Ning X.-J., Huvey N., Pirouz P. // J. Am. Ceram. Soc. 1997. V. 80. P. 1645--1652. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1997.tb03033.x
- Filimonov S.N. // Mater. Sci. Forum. 2015. V. 821-823. P. 363--366. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.821-823.363
- Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. // УФН. 1972. Т. 108. N 1. С. 3--42
- Авров Д.Д., Лебедев А.О., Таиров Ю.М. // ФТП. 2016. Т. 50. В. 4. C. 501--508
- Fischer-Cripps A.C. Naation. Heidelberg: Springer, 2011. 277 p
- Osipov A.V. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1995. V. 28. P. 1670--1679. DOI: 10.1088/0022-3727/28/8/016
- Kaneko T., Yamasaki T., Tajima N., Ohno T. // Surf. Sci. 2016. V. 647. P. 45--50. DOI: 10.1016/j.susc.2015.11.019
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
