Vlastnosti tenkých vrstev studované pomocí in-situ TEM.

Abstract

Mechanické vlastnosti široko aplikovateľných tenkých nanokryštalických filmov sú už nejakú dobu objektom záujmu pre ich rozdiely od vlastností typicky pozorovaných v objemových materiáloch so zrnami na mikrometrovej škále. Deformačné mechanizmy v týchto materiáloch sú ovplyvnené obmedzenou veľkosťou materiálu ako aj vysokým per- centom plochy voľného povrchu a plochy hraníc zŕn. Nedávne pokroky v transmisnej elektrónovej mikroskopii (TEM) umožnili priame pozorovanie deformačných mechaniz- mov počas nanoindentácie či ťahovej skúšky vzorkov. Tenké Al filmy pripravené metódou naprašovania jednosmerným prúdom boli deformované in-situ TEM a metódy svetlého poľa TEM, TEM vysokého rozlíšenia a automatického mapovania fáz a orientácií boli uplatnené na pozorovanie prebiehajúcich deformačných procesov. Metóda molekulárnej dynamiky bola použitá na simuláciu podmienok vykonaných experimentov a vizualizáciu deformačných mechanizmov na atomárnej úrovni, čo podmienilo diskusiu spoľahlivosti a kompatibality oboch metód. 1

Mechanical properties of widely applicable thin nanocrystalline films have been a sub- ject of interest for some time due to deviation of their properties from the properties of bulk and micro sized grain materials. The deformation mechanisms in these materials are altered by restricted size of the material and high ratio of surface and grain boundary areas. Recent advances in transmission electron microscopy (TEM) allow direct obser- vations of the deformation mechanisms during nanoindentation or tensile deformation of the specimen. Thin Al films prepared by DC magnetron sputtering were deformed in situ in TEM and bright field TEM. High resolution TEM and automated crystallographic orientation mapping (ASTAR) were implemented to observe the ongoing deformation mechanisms. Molecular dynamic simulation designed to approach the conditions of per- formed experiment were used to visualize the deformation mechanisms on atomic scale and the reliability of both methods was discussed. 1