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不同晶体取向单晶锗的力学性能

         
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为了研究微纳米尺度下单晶锗的力学特性,采用纳米压痕仪对单晶锗(100)(110)和(111)晶面进行了纳米压痕实验,并通过原子力显微镜对材料表面进行了观测.根据单晶锗各晶面的位移-载荷曲线,对单晶锗各晶面的弹性回复率、硬度、弹性模量与压入深度之间的关系进行了分析.结果 表明:单晶锗在加载过程中分别经历了弹性变形、塑性变形和脆性变形三个阶段.当压入深度超过500 nm时,加载曲线上有突进点产生;当压入深度超过100 nm时,卸载曲线上有突退点产生.单晶锗的残余压痕形貌表现为凸起状,表明单晶锗具有较低的加工硬化趋势.当压入深度达到100 nm时,单晶锗表现出明显的尺寸效应,且单晶锗(111)晶面具有最低硬度和弹性模量值.表明相对于其他两个晶面,单晶锗(111)晶面具有更好的塑性变形能力.

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