安涛
,
邓晓芳
,
王丽丽
,
宋立军
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.10.044
利用磁控溅射方法在Si(111)衬底上制备了厚度为1μm 的非晶 SiNx 薄膜，采用纳米压痕方法研究了薄膜的变形和断裂行为.傅立叶变换红外光谱显示实验获得了较为纯净的 SiNx 薄膜.SiNx 薄膜在纳米压痕下呈现出放射状的脆性断裂特征，随着压入深度的增大，放射状裂纹的长度逐渐增加.最大压入深度达到1500 nm时，薄膜和衬底间出现了扇形的界面断裂，并且这一界面断裂是在卸载过程中发生的.到最大压入深度达到2500 nm时，原位原子力显微镜照片可以清晰的观察到界面断裂及放射状裂纹.界面断裂韧性计算结果表明， SiNx 薄膜和Si(111)衬底间易形成脆性较大的共价结构界面，这是其界面断裂韧性较小的原因.
关键词:
SiNx 薄膜
,
纳米压痕
,
脆性断裂
,
界面断裂
