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人工晶体学报2025年第04期:残余应力及电场对4H-SiC表面压痕硬度的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:朱兴杰;章平;左敦稳;

单位:南京航空航天大学机电学院;

摘要:本文利用研磨加工得到不同表面残余应力状态的4H-SiC样品,采用激光拉曼光谱仪测量样品表面的残余应力,通过显微硬度计测量无电场和有电场时的样品表面压痕硬度。结果发现:与无残余应力相比,在-1.6~0 GPa的残余压应力状态下,样品表面压痕硬度最大升高了9.5%;对样品通入一定电流后,无残余应力样品的表面压痕硬度可下降约6%,有残余应力样品的表面压痕硬度可下降约13%。对-1.6~1.6 GPa不同残余应力状态的4H-SiC表面压痕硬度进行了有限元模拟分析,发现在0~1.6 GPa的残余拉应力最多可以使晶片表面压痕硬度下降5.8%。研究获得了4H-SiC表面残余应力、电场等条件与其压痕硬度的映射关系,为通过调控残余应力和施加电场降低工件表面硬度提供了理论依据。

关键词:残余应力;;电场;;压痕硬度;;4H-SiC;;有限元模拟;;拉曼光谱

基金资助:国家自然科学基金(U20A20293)