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In-Situ Measurements of Free-Standing, Ultra-Thin Film Cracking in Bending

机译：弯曲中自由式超薄薄膜裂纹的原位测量

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Metallic thin films are widely used and relied upon for various technologies. Direct measurements of fracture toughness are rare for metallic thin films and existing methods for obtaining these measurements often do not provide characterization of the cracking process for determination of crack growth mechanisms. To rectify this, we explore a new technique which utilizes doubly clamped, in-situ three-point bend testing of micro-scale and nano-scale specimens. This is done by in-situ scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) mechanical testing for specimens with thicknesses of 2500 nm (SEM), 500 nm (SEM) and 100 nm (TEM). For in-situ TEM, a novel notching method is employed using the converged electron beam which achieves a notch radius of approximately 5 nm. Additionally, we present supporting characterization using Electron Backscatter Diffraction (EBSD) for 2500 nm thick specimens as a demonstration of the potential of this technique for understanding local deformation. Analysis of the acquired data presents several issues that require addressing, and recommendations for future improvements are given.
机译：金属薄膜被广泛地使用并且依赖于各种技术。对于金属薄膜，断裂韧性的直接测量是罕见的，并且获得这些测量值的现有方法通常不能提供用于确定裂纹扩展机理的裂纹形成过程的特征。为了纠正这一点，我们探索了一种新技术，该技术利用了对微型和纳米尺度样品的双重夹紧，原位三点弯曲测试。这是通过原位扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）机械测试完成的，样品厚度为2500nm（SEM），500nm（SEM）和100nm（TEM）。对于原位TEM，使用会聚电子束的新型刻槽方法可实现大约5 nm的刻槽半径。此外，我们目前使用电子反向散射衍射（EBSD）对2500 nm厚度的样品进行支持性表征，以证明该技术潜在的理解局部变形的能力。对获取的数据的分析提出了一些需要解决的问题，并给出了未来改进的建议。

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