Längenskaleneffekte im Ermüdungsverhalten von Cu Schichten bei hoch zyklischer Belastung

高循环载荷下铜层疲劳行为的长度尺度效应

• 批准号: 192822769
• 负责人: Professorin Dr. Cynthia A. Volkert
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Materialphysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/192822769?language=en
• 关键词: ngenskaleneffekte; im; Erm; dungsverhalten; von

Das Ermüdungsverhalten von Strukturen im Submikrometerbereich ist von großer Bedeutung in vielen technischen Anwendungen wie z.B. der Mikroelektronik und in Mikro-Elektro-Mechanisches-Systemen. Bisherige Studien über Ermüdung in metallischen Dünnschichten zeigten für Schichten kleiner 1 μm sowohl eine erhöhte Lebensdauer als auch eine Änderung in der Morphologie der Ermüdungsschäden. Der Einfluss der Schichtdicke auf die Lebensdauer korreliert mit einem Anstieg der Festigkeit der Schicht. Vermutet wird, dass die Effekte den gleichen Ursprung haben. Bei sehr dünnen Schichten die kleiner als 100 nm sind, sind viele Risse und auch Diffusionsprozesse zu beobachten. Zudem folgen sehr dünne Schichten nicht dem Trend, bei immer dünner werdender Schichtdicke ihre Lebensdauern zu höhere. Das Forschungsziel des Projektes ist die Ermüdung dünner Metallschichten mittels hoher Belastungszahlen um aufbauend darauf ein grundlegendes Verständnis der physikalischen Mechanismen, welche zur Ermüdung des Materials führen, zu erhalten. Diese Studie wird mit Cantilevern, welche mit einer gesputterten Cu Schicht versehen werden, durch Verwendung eines hochfrequenten Resonanztestes in einem Rasterkraftmikroskop realisiert. Durch Morphologieuntersuchungen der typischen Ermüdungsschäden bei unterschiedlichen Schichtdicken und das Verhalten der Lebensdauer können die dominierenden Mechanismen für die Schädigungsentstehung identifiziert werden.

Das Ermüdungsverhalten von Strukturen im Submikrometerbereich ist von großer Bedeutung in vielen technischen Anwendungen wie z.B.微电子和微电子机械系统。 Bisherige Studien über Ermüdung in metallischen Dünnschichten zeigten für Schichten kleiner 1 µm sowohl eine erhöhte Lebensdauer als auch eine UNDerung in der Morphologie der Ermüdungsschäden. Der Einfluss der Schichtdicke auf die Lebensdauer korreliert mit einem Anstieg der Festigkeit der Schicht。 Vermutet wird，dass die Effekte den gleichen Ursprung haben。 Bei sehr dünnen Schichten die kleiner als 100 nm sind, sind viele Risse und auch Diffusionsprozesse zu beobachten.流行趋势是不存在的，在我们生活中的任何时候都是如此。项目研究是在金属研究中进行的，它是物理机制的基本传说，也是材料研究的基础。悬臂梁的研究，涉及到所有的概念，以及在 Rasterkraftmikroskop 现实中的高频率共振测试。形态学是一种典型的形态学，是一种非特殊的形态学和生命周期的维护，是一种识别世界的主导机制。

项目成果

Transition from dislocation glide to creep controlled damage in fatigued thin Cu films

• DOI: 10.1063/1.4819760
• 发表时间: 2013-09
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: C. Trinks;C. Volkert

Influences of Ta passivation layers on the fatigue behavior of thin Cu films

• DOI: 10.1016/j.msea.2014.05.024
• 发表时间: 2014-07
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: Dong Wang;P. Gruber;C. Volkert;O. Kraft