Molekulardynamische Modellierung und Validierung der Herstellung und der Struktur-Eigenschafts-Korrelationen von SiC/SiN-Nanolaminaten

SiC/SiN 纳米层压材料的制备和结构-性能相关性的分子动力学建模和验证

基本信息

批准号：
51053141
负责人：
Professor Dr. Siegfried Schmauder
金额：
--
依托单位：
Institut für Angewandte Materialien - Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2010-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/51053141?language=en
关键词：
Molekulardynamische Modellierung und Validierung der

项目摘要

In der ersten Förderperiode dieses Projektes wurden dünne Ein-, Zwei- und Viellagenschichten aus SiC und SiN auf Si durch Magnetronzerstäuben (Sputtern) von keramischen Targets abgeschieden und umfassend von der Mikro- bis zur Nanometerskala charakterisiert. Parallel zu den Experimenten wurden der Zerstäubungsprozess an den Targets mittels Molekulardynamik (MD) sowie erstmals die Abscheidung kristalliner SiC- und SiN-Schichten auf Si-Substraten atomistisch simuliert. Um das heuristische Stadium der Beschichtungsentwicklung zu verlassen, werden zur gezielten Herstellung verbesserter Beschichtungen die MD-Simulationen unter Einbeziehung von Werkstoffgradienten und Modifizierung der Eigenspannungszustände in den Grenzflächen durch Variation des Ionenbeschusses während des Schichtwachstums mit experimenteller Validierung eng verzahnt. Im Fortsetzungsantrag werden weitere parallele Arbeiten auf experimenteller und Simulationsseite zur Vertiefung der Kenntnisse über die mechanischen Eigenschaften von Viellagenschichten vor-geschlagen. Dazu sollen zum einen an SiC- und SiN-Einlagenschichten sowie an SiC/SiN-Viellagenschichten mit unterschiedlicher Lagendicke mit und ohne modifizierte Grenzflächen Nanoindentierungsexperimente mit einer Diamantspitze zur Bestimmung von Härte und elastischem Modul rechnerisch nachvollzogen und die Berechnungsergebnisse durch geeignete Anpassungen der Modelle an die realen Bedingungen bis zur Übereinstimmung mit den Messungen abgeglichen werden. Zum anderen soll mit Hilfe von Simulationen gezielt die Rissausbreitung in SiC/SiN-Nanolaminaten untersucht und mit entsprechenden Experimenten verglichen werden.

在早期的项目中，SiC 和 SiN 的主要研究项目是磁控管（溅射）陶瓷靶材的纳米特性的微观研究和应用。并行实验涉及Zerstäubungsprozess和den Targets mittels Molekulardynamik (MD) sowie ebscheidung kristalliner SiC- and SiN-Schichten auf Si-Substratenatomistisch simuliert。 Ionenbeschusses während des Schichtwachstums miteller 实验 Validierung eng verzahnt。 Fortsetzungsantrag weerden weitere paralle Arbeiten auf Experimenteller and Simulatesseite zur Vertiefung der Kenntnisse über die mechanischen Eigenschaften von Viellagenschichten vor-geschlagen.真实模型的建模Übereinstimmung mit den Messungen abgeglichen werden。