Моделирование сетки дислокаций несоответствия на границе медь/сапфир
Аннотация
В работе с использованием методов трёхмерной молекулярной квазистатики (пренебрегая влиянием температуры), а также модельных расчётов в рамках двумерной модели Френкеля - Конторовой молекулярной динамики выполнено моделирование сетки дислокаций несоответствия на границе медь/сапфир. Полученные результаты дают естественное объяснение отсутствию когерентной модуляции вблизи границы медь/сапфир, наблюдаемой в высокоразрешающей электронной микроскопии.
Ключевые слова
граница,
медь,
сапфир,
сетка,
дислокация,
взаимодействие,
молекулярная квазистатика,
модуляция,
когерентность
Об авторах
Ю. В. БебиховРоссия
С. В. Дмитриев
Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Россия
Россия
А. В. Самсонов
Россия
М. Д. Старостенков
Алтайский государственный технический университет
Россия
Россия
Список литературы
1. Ernst F. Metal-oxide interfaces // Mater. Sci. Engng. - 1995. -V. R14. - P.97 - 156.
2. Finnis MW. The theory of metal - ceramic interfaces // J. Phys: Condens. Matter. - 1996. - V. 8. - P. 5811 - 5836.
3. Suganuma K, Miyamoto Y, Koizumi M. Joining of ceramics and metals //Ann. Rev. Mater. Sci. - 1988. - V.18. - P. 47 - 73.
4. Dehm G., Scheu C., Ruhle M., Raj R. Growth and structure of internal Cu/Al2O3 and Cu/Ti/Al2O3 interfaces // Acta Mater. - 1998. - V.46. - P.759 - 772.
5. Scheu C., Dehm G., Ruhle M., Brydson R. Electron-energy-loss spectroscopy studies of Cu-alpha-Al2O3 interfaces grown by molecular beam epitaxy // Philos. Mag. A. - 1998. - V. 78. - P.439 - 465.
6. Dehm G., Ruhle M., Ding D., Raj R. Growth and structure of copper thin films deposited on (0001) sapphire by molecular beam epitaxy // Philos. Mag. B. - 1995. - V.71. - P.1111 - 1124.
7. Mobus G., Schumann E., Dehm G., Ruhle M. Measurement of coherency states of metal - ceramic interfaces by HREM image processing // Phys. Stat. Sol. (a) . - 1995. - V. 150. - P.77 - 87.
8. Dehm G., Scheu C., Mobus G., Brydson R., Ruhle M. Synthesis of analytical and high-resolution transmission electron microscopy to determine the interface structure of Cu/Al2O3 // Ultramicroscopy. - 1997. - V. 67. - P.207 - 217.
9. Sasaki T., Mizoguchi T., Matsunaga K., Tanaka S., Yamamoto T., Kohyama M., Ikuhara Y. HRTEM and EELS characterization of atomic and electronic structures in Cu/alpha-Al2O3 interfaces // Applied Surface Science. - 2005. - V. 241. - P. 87 - 90.
10. Smith J.R., Raynolds J. E., Roddick E. R., Srolovitz D. J. An atomistic view of adhesion // Journal of Computer-Aided Materials Design. - 1996. - V.3. - P. 169 - 172.
11. Batyrev I.G., Kleinman L. In-plane relaxation of Cu(111) and Al(111)/alpha-Al2O3 (0001) interfaces // Phys. Rev. B. - 2001. - V.64. - P.033410 - 033413.
12. Zhang W., Smith J.R., Evans A.G. The connection between ab initio calculations and interface adhesion measurements on metal/oxide systems: Ni/Al2O3 and Cu/Al2O3 // Acta Mater. - 2002. - V.50. - P.3803 - 3816.
13. Wunderlich W., Awaji H. Molecular dynamics - simulations of the fracture toughness of sapphire // Mater. Design. - 2001. - V. 22. - P. 53 - 57.
14. Rosato V., Guillope M., Legrand B. Thermodynamical and structural properties of f.c.c. transition metals using a simple tight-binding model // Philos. Mag. - 1989. - V. 59. - P. 321 - 336.
15. Hecquet P., Salanon B., Legrand B. Energetics of surface defects: towards a simplified model // Surf. Sci. - 2000. - V. 459. - P. 23 - 32.
16. Dmitriev S.V., Yoshikawa N., Kagawa Y., Kohyama M. Coherency of copper/sapphire interface studied by atomistic simulation and geometrical analysis // Surf. Sci. - 2003. - V.542. - P. 45 - 55.
17. Dmitriev S.V., Yoshikawa N., Kagawa Y. Misfit accommodation at the Cu(111)/ -Al2O3(0001) interface studied by atomistic simulation // Comp. Mater. Sci. - 2004. - V.29. - P. 95 - 102.
18. Dmitriev S.V., Yoshikawa N., Kohyama M., Tanaka S., Yang R., Kagawa Y. Atomistic structure of the Cu(111)/ -Al2O3(0001) interface in terms of interatomic potentials fitted to ab initio results // Acta Mater. - 2004. - V.52. - 1959 - 1970.
19. Hangai Y., Yoshikawa N., Dmitriev S.V., Kohyama M., Tanaka S. Large scale atomistic simulation of Cu/Al2O3 interface via quasicontinuum analysis // J. Japan Inst. Metals. - 2005. - V.69 - P. 90 - 95 (на японском языке).
20. Hangai Y., Yoshikawa N., Dmitriev S.V., Kohyama M., Tanaka S. Quasicontinuum analysis of alumina/copper interface // J. Japan Inst. Metals. - 2005. - V.69. - P. 194 - 197 (на японском языке).
21. Dmitriev S.V., Yoshikawa N. , Tanaka Y., Kagawa Y. Plasticity at a Cu /-Al2O3 interface with nanovoids // Mater. Sci. Eng. A.-2006.-V.418.-P.36 - 44.
22. Dmitriev S.V., Yoshikawa N., Kohyama M., Tanaka S., Yang R., Tanaka Y., Kagawa Y. Modeling interatomic interactions across Cu /-Al2O3 interface // Comp. Mater. Sci. - 2006. - V.36. - P. 281 - 291.
23. Snyman J.A., Snyman H.C. Computed epitaxial monolayer structures III. Two-dimensional model: zero average strain monolayer structures in the case of hexagonal interfacial symmetry // Surf. Sci. - 1981. - V.105. - P.357 - 376.
Рецензия
Для цитирования:
Бебихов Ю.В., Дмитриев С.В., Самсонов А.В., Старостенков М.Д. Моделирование сетки дислокаций несоответствия на границе медь/сапфир. Вестник СибГУТИ. 2009;(3):23-31.
For citation:
Bebikhov Yu., Dmitriev S..., Samsonov A..., Starostenkov M... Computer modelling of the misfit dislocation network at copper/sapphire interface. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science. 2009;(3):23-31. (In Russ.)
Просмотров:
720
Послать статью по эл. почте 
