Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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SYME: Mechanical Properties of Thin Films

SYME 2: Nanoindentation

SYME 2.5: Vortrag

Dienstag, 12. März 2002, 10:30–10:45, H 4

Über die Entwicklung des Kontaktdrucks an Schichten — •Bodo Wolf^1,2, Andre Belger², Peter Paufler², Asta Richter¹ und Uwe Hilpert³ — ¹Technische Fachhochschule Wildau — ²TU Dresden, IKFP — ³MLU Halle-Wittenberg, FB Physik

Die Entwicklung des Kontaktdrucks im elastischen Bereich und die Markierung des Beginns plastischer Deformation wird untersucht. Man findet für den Pop-in-Druck Werte um 0.08...0.15 G. Weiterhin tritt der Pop-in Sprung in homogenen Einkristallen bei einer Tiefe von etwa 10% bis 15% des Indenterradius auf. Abweichungen an Schichtsystemen werden für das System VC/Saphir diskutiert. Für die weitere Entwicklung des Kontaktdrucks sind der Indentation Size Effekt in der Schicht, Verfestigung, und der zunehmende Einfluss des Substrats bedeutsam. Diskutiert wird dies an einem heteroepitaxialem System ZnSe (weich) auf GaAs (hart). Hier verzeichnet man ein Ansteigen des Kontaktdrucks bis 16GPa im elastischen Bereich, durch den Pop-in-Sprung fällt der Kontaktdruck bis auf 6GPa, anschliessend kommt es zu einem weiteren Härteabfall, der mit dem Modell der geometrisch notwendigen Versetzungen beschrieben werden kann. Im weiteren Verlauf der Indentierung macht sich der Einfluss des GaAs-Substrats durch einen erneuten Kontaktdruckanstieg bemerkbar. Das diskutierte Beispiel zeigt, dass es insbesondere bei einkristallinen Schicht-Substrat-Systemen keine universelle Übergangsfunktion für die Härte gibt. Bei amorphen und nanokristallinen Schichten erweist sich ein derartiges Ziel als eher möglich.