(0001)面氧化锌单晶微纳米尺度划痕特性实验研究

摘要：

目的 对(0001)面ZnO单晶微纳米尺度划痕特性进行实验研究,为ZnO单晶器件性能提升及ZnO单晶精密加工工艺优化等提供必要的科学依据.方法 采用Berkovich金刚石压头棱向前和面向前 2 种划痕方式,在不同划痕速度下对(0001)面ZnO单晶进行了纳米划痕实验,分析了划痕速度和划痕方式对其微纳米尺度划痕特性的影响.结果 当划痕速度从 2 μm/s 增加到 100 μm/s 时,棱向前划痕方式下的深度从352.9 nm降到了 326.9 nm,面向前划痕方式下的深度从 352.7 nm降到了289.9 nm;棱向前划痕方式下的切向力从4.15 mN降到了3.93 mN,面向前划痕方式下的切向力从 5.12 mN降到了4.45 mN;棱向前划痕方式下的摩擦因数从 0.21 降到了 0.19,面向前划痕方式下的摩擦因数从 0.25 降到了 0.2;棱向前划痕方式下的残余划痕深度从162.2 nm降到了138.4 nm,面向前划痕方式下的残余划痕深度从148.3 nm降到了129.9 nm;棱向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从 23 nm降到了 17 nm,面向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从 18 nm 降到了 11 nm.结论 随划痕速度的增加,(0001)面ZnO单晶的划痕深度、切向力、摩擦因数、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度均在下降.在相同划痕速度下,棱向前划痕方式下的划痕深度、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度都比面向前划痕方式下的要大,而棱向前划痕方式下的切向力和摩擦因数都比面向前划痕方式下的要小.

关键词：(0001)面氧化锌单晶、微纳米尺度、划痕特性、纳米划痕、划痕速度、划痕方式

所属期刊栏目：52

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：231-238