金屬薄膜表面微裂紋萌生行為的分子動(dòng)力學(xué)研究

姜文全1,2，杜廣煜1，巴德純1，楊帆2

(1.東北大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 沈陽 110819;

2.遼寧石油化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001;)

　　摘 要：基體-薄膜結(jié)構(gòu)是微電子器件中的典型結(jié)構(gòu)，尤其是金屬薄膜已被廣泛的應(yīng)用到微電子器件上。金屬薄膜在制備過程中產(chǎn)生的表面微裂紋對(duì)薄膜的力學(xué)性能有著較大的影響，并且表面微裂紋尖端擴(kuò)展所導(dǎo)致的薄膜破裂，更是造成薄膜失效的主要形式，因此對(duì)金屬薄膜表面微裂紋萌生行為的研究具有重要的意義。

　　本文基于分子動(dòng)力學(xué),對(duì)連續(xù)載荷作用下的帶有缺陷的銅金屬薄膜進(jìn)行模擬分析。計(jì)算得到了系統(tǒng)在拉伸方向上的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。模擬結(jié)果顯示，金屬銅薄膜的原子運(yùn)動(dòng)對(duì)整體力學(xué)行為有明顯的影響。同時(shí)模擬過程中發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)載荷作用下，大量位錯(cuò)在金屬薄膜缺陷附近產(chǎn)生，從而促使薄膜表面萌生微裂紋。

　　關(guān)鍵詞：金屬薄膜;微裂紋;分子動(dòng)力學(xué);LAMMPS 模擬