定向凝固多晶硅在微纳尺度下的力学性能研究

• 作者: 张婷婷 王文先 闫志峰 黄哲远
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米压痕测试系统 多晶硅 断裂韧性 临界压痕尺寸 定向凝固
• 年，卷（期）: 2017,（14）
• 所属期刊栏目: 材料研究
• 页码范围: 11-15
• 页数: 5页
• 分类号: TB321
• 字数: 4750字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/j.issn.1005-023X.2017.014.003

摘要

采用纳米压痕测试系统测试了定向凝固多晶硅沿晶体生长方向横/纵截面的硬度与弹性模量,分析了其受组织各向异性影响的变化规律.使用连续刚度方法借助玻氏压头采集压痕开裂前的硬度与弹性模量,并测量压痕开裂后裂纹尖端到压痕中心点的距离,一次性计算出材料的断裂韧性,避免了开裂对硬度以及弹性模量的影响.结果表明:横截面(110)面的硬度与弹性模量均低于纵截面(111)面,但断裂韧性呈现相反趋势.借助3D原位扫描功能扫描压痕裂纹的三维形貌,发现裂纹主要由剪切滑移台阶所形成.拟合不同载荷下的裂纹长度以及压痕尺寸得出临界压痕尺寸,该值与运用理论推导得出的临界压痕尺寸的结果一致.