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APL－孙军小组－金属薄膜变形延性表征研究
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在“973”计划“材料介观性能表征”与该校“985工程”科技创新平台建设项目的联合支持下，西安交通大学金属材料强度国家重点实验室孙军课题组针对目前广泛用于柔性电路板上的金属Cu薄膜/聚酰亚胺系统，在微拉力机上进行试样拉伸的同时，测得了金属Cu薄膜微裂纹密度和宏观电阻性能随拉伸应变的连续演变过程，并分别确定了金属薄膜变性损伤萌生的临界应变值，即薄膜的延性。这一进展对目前已大量应用于深亚微米集成电路和微机电系统的金属薄膜导线材料的变形延性性能的评价表征具有重要意义。 对金属薄膜导线材料的变形延性性能，迄今尚未有有效的评价表征方法。通过自由膜的单拉伸，可以直接得到薄膜发生变形损伤的临界应变值，但在其制备和变形操作时存在很大困难；由于基板的极大影响，附着膜的本征延性性能得不到准确测量。另一方面，有机电致发光技术是目前全球显示设备制造业的顶尖技术之一，其中大量使用的金属薄膜导线是关键部分。在卷曲变形时，其变形延性性能直接决定其服役性能，尤其是其可靠性，因此，金属薄膜导线变形延性性能的正确表征及其膜厚尺度依赖性问题就成为亟待解决的关键问题之一。 据悉，科研人员对从700纳米到60纳米的系列厚度金属Cu薄膜进行测试分析后得出结论：分别由薄膜表面微裂纹密度统计法和实时电阻检测法测得的Cu薄膜塑性变形损伤的两套临界应变值非常接近，说明上述两种测试方法适用于金属薄膜延性性能的评价表征，并可相互佐证；金属Cu薄膜的临界应变值呈现出极强的尺寸效应，即随薄膜厚度的减小，其延性，即临界应变值单调下降，与屈服强度的变化趋势相反，其原因主要归因于薄膜表面、界面对位错运动的约束作用及其尺寸依赖性。据悉，相关研究内容已发表于最近出版的《应用物理快报》. |
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