IN SITU STRESS MAPPING DURING SILICON INDENTATION USING RAMAN SPECTROSCOPY

Authors:
Publisher website
Google Scholar
Abstract
Благодаря особенностям прозрачного алмазного индентора-объектива стало возможным исследование in situ областей упругих деформаций материалов под наконечником как в контакте, так и вне области контакта без использования специальных иммерсионных жидкостей. В связи с этим появилась возможность эффективного точечного сканирования данных областей до 1 мкм с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния. В данной работе по сдвигам мод комбинационного рассеяния (LO мод) благодаря концепции тензора фононных мод Грюнайзена в деформированном кремнии были точечно рассчитаны относительные изменения объемов и соответствующие им давления, являющиеся средним значением всех трех составляющих нормальных напряжений. Тем самым был показан переход от картографирования оптических свойств к определению механических свойств исследуемого материала с пространственной привязкой получаемых данных с микронной точностью. Обсуждается возможность изучения типа деформаций в кристаллах (растяжение или сжатие) во время индентирования с применением спектроскопии комбинационного рассеяния в геометрии обратного рассеяния. Также обсуждается возможность определения направления деформаций с применением поляризационных методов, использование которых позволит измерить продольные TO моды. В данной работе исследовался образец кремниевого чипа с ориентацией (100). Индентирование проводилось при нагрузках 250 и 1500 мН. По полученным данным для нагрузки в 250 мН для одного из секторов под индентором была построена карта распределения давлений с шагом 1 мкм области упругой деформации вне отпечатка. По характеру изменения спектров комбинационного рассеяния были сделаны выводы об однородности и неоднородности деформаций в измеренных точках. Картографирование напряжений деформированной области по предложенной методике эффективно на малых нагрузках. Для цитирования: Вотяков С.А., Кудряшов И.А., Будич К., Кириченко А.Н., Усеинов А.С., Султанова Г.Х. Картографирование напряжений in situ при индентировании кремния с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 10. С. 22-28. DOI: 10.6060/ivkkt.20246710.10y.

This publication has 16 references indexed in Scilit: