张金钰张欣牛佳佳刘刚张国君孙军
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00246
利用纳米压痕实验以及四探针法, 系统研究了相同层厚Cu/X(X=Cr, Nb)纳米金属多层膜的力学性能(强/硬度)和电学性能(电阻率)的尺度依赖性. 微观分析表明: Cu/X(多层膜调制结构清晰, Cu层沿{111}面择优生长, X(层沿{110}面择优生长.纳米压入结果表明, Cu/X(多层膜的强度依赖于调制周期, 并随调制周期的减小而增加. 多层膜变形机制在临界调制周期(λc≈25 nm)由Cu层内单根位错滑移转变为位错切割界面. 多层膜的电阻率不仅与表面/界面以及晶界散射相关, 而且在小尺度下受界面条件显著影响. 通过修正的FS-MS模型可以量化界面效应对多层膜电阻率的影响. Cu/$X$纳米多层膜可以通过调控微观结构实现强度-电导率的合理匹配.
关键词:
Cu/Cr
,
Cu/Nb
,
nanostructured multilayer
,
strength
,
resistivity
,
size effect
张金钰
,
张欣
,
牛佳佳
,
刘刚
,
张国君
,
孙军
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00246
利用纳米压痕实验以及四探针法,系统研究了相同层厚Cu/X(X=Cr,Nb)纳米金属多层膜的力学性能(强/硬度)和电学性能(电阻率)的尺度依赖性.微观分析表明:Cu/X多层膜调制结构清晰,Cu层沿{111}面择优生长,X层沿{110}面择优生长.纳米压入结果表明,Cu/X多层膜的强度依赖于调制周期,并随调制周期的减小而增加.多层膜变形机制在临界调制周期(λc≈25 nm)由Cu层内单根位错滑移转变为位错切割界面.多层膜的电阻率不仅与表面/界面以及晶界散射相关,而且在小尺度下受界面条件显著影响.通过修正的FS-MS模型可以量化界面效应对多层膜电阻率的影响.Cu/X纳米多层膜可以通过调控微观结构实现强度—电导率的合理匹配.
关键词:
Cu/Cr
,
Cu/Nb
,
纳米多层膜
,
强度
,
电阻率
,
尺寸效应
