Болеста А.В.   Фомин В.М.  

Моделирование деформации тонких пленок методом молекулярной динамики

Докладчик: Болеста А.В.

В работе представлены результаты молекулярно-динамического моделирования поведения тонких медных пленок под внешней нагрузкой. Исследовались два вида нагружения: индентирование и одноосная деформация. Структурное состояние исследуемых пленок задавалось как в виде монокристалла, так и в виде ультрадисперсного поликристалла. Состояние свободной поверхности пленки и выбор варианта подложки при индентировании также варьировались. В случае индентирования монокристаллической пленки, в отличие от поликристаллической, показан масштабный эффект в зависимости твердости от радиуса индентора и глубины его проникновения. Наличие шероховатости поверхности медной пленки задерживает рост кривой нагружения на глу-бину порядка степени шероховатости. На границе раздела между медной монокристаллической пленкой и алюминиевой подложкой наблюдалось формирование структуры шахматной доски с периодом, зависящим от несоответствия констант кристаллической решетки материалов. Данная структура границы раздела играет важную роль как источник дислокаций, понижая предел упругости композиции. Также для кривой нагружения при индентировании выявлена зависимость от расположения индентора относительно структуры границы раздела между медной пленкой и алюминиевой основой. Циклическая одноосная деформация Cu-Al композиции разрушает шахматную структуру границы раздела и приводит к формированию новой энергетически более выгодной структуры с пространственными размерами, зависящими от толщины пленки и размера образца.