在使用in situTEM纳米沉积方法研究铜的损伤机制

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面科学是一门学科.
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 铜的柔软塑料性质使其易受伤和加工损坏.
• 控制地下破坏对于需要原子级表面精度的应用至关重要.
• 在机械加工过程中,铜的精确损伤机制仍然难以捉摸.

研究的目的:

• 为了阐明在纳米沉积过程中铜的基本损伤机制.
• 为了验证观察到的损伤机制与传统的涂抹和抛光工艺相比.
• 开发和评估一种新的绿色化学机械抛光 (CMP) 泥,以实现原子级铜表面.

主要方法:

• 在现场传输电子显微镜 (TEM) 中使用立方角入器进行纳米入.
• 经过控制的固定磨料涂抹和机械抛光实验.
• 开发和应用一种新的绿色CMP泥 (氧化,氧化,酸).

主要成果:

• 纳米沉积揭示了损伤从位移开始,进展到堆叠断层,并在67纳米的临界深度形成破碎的晶体.
• CMP实现了0.2nm的表面粗度 (Ra),损坏层厚度为3.1nm,含有很少的微堆叠故障.
• 覆盖导致了300纳米损坏层与破碎的晶体,而机械抛光产生了33纳米层与堆叠故障.

结论:

• 这项研究阐明了铜中脱位堆叠断裂晶体损伤进化机制.
• 开发的绿色CMP技术有效地最大限度地降低了地下破坏,实现了接近原子的表面粗度.
• 这些发现为控制表面损伤和制造软塑料金属中的原子表面提供了关键的见解.