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基于砷化镓解理的晶体各向异性力学行为( Anisotropy mechanical behavior of crystals based on gallium arsenide cleavage processing )
R Gao C Jiang KJ Dong XH Lang PH Huang
为了促进GaAs解理技术的发展,本文探讨了GaAs力学性能的晶体取向对解理面质量的影响。提出了几种关键力学性能的系统理论模型,讨论了解理过程中沿两个不同方向裂纹的形成机理。用压痕试验评价了裂纹的形成和压痕形貌。进行了一系列解理实验,考察了力学性能和裂纹形成对解理过程的影响。结果表明,(100)面的杨氏模量、泊松比和维氏硬度沿方向分别为121.26GPa、0.02和5.757GPa;沿方向的杨氏模量、泊松比和维氏硬度分别为85.26GPa、0.31和6.091GPa。结合理论计算和压痕试验结果,两个方向的平均断裂韧度比两个方向的平均断裂韧度提高了约10.94%。同时,沿方向刮擦有助于减小损伤宽度。{110}面是GaAs中有利的解理面。这些发现表明,沿低断裂韧性方向的解理更容易获得光滑的解理面。此外,本文还提出了一种理论和实验方法来计算材料的力学性能,以获得高质量的解理面,并可广泛应用于其他半导体材料中。
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