[en] CHARACTERIZATION OF MECHANICAL DEFECTS PRODUCED BY NANOINDENTATION IN INP
[pt] Nesta tese foi estudado o mecanismo de deformação mecânica de semicondutores III-V, em especial do InP, através da criação de defeitos utilizando um microscópio de força atômica e o indentador Triboscope. A liberdade de torção da ponta do AFM dificulta o controle e a reprodutibilidade dos exper...
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| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2009
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=13442@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=13442@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.13442 |
| Summary: | [pt] Nesta tese foi estudado o mecanismo de deformação mecânica de
semicondutores III-V, em especial do InP, através da criação de defeitos utilizando
um microscópio de força atômica e o indentador Triboscope. A liberdade de torção
da ponta do AFM dificulta o controle e a reprodutibilidade dos experimentos de
nanoindentação, por outro lado, através desta liberdade da técnica foi possível
medir a pressão necessária para a criação das primeiras discordâncias no cristal.
Foi realizado um estudo da deformação mecânica do óxido nativo presente na
superfície do InP(100) e do GaAs(001) através de indentações utilizando o
nanoindentador. Impressões plásticas residuais atribuídas à camada de óxido nativo
foram observadas na superfície dos semicondutores. O processo de deformação
plástica do InP foi estudado a partir de nanoindentações utilizando uma ponta
Berkovich e uma ponta conosférica. O processo de deformação do InP com a ponta
Berkovich apresenta descontinuidades para indentações realizadas com altas forças
que são associadas a sucessivos escorregamentos de planos {111} seguidos de
travamento das discordâncias. A distribuição de pressão na região indentada para a
ponta conosférica é isotrópica, permitindo uma melhor visualização da transição
elástico/plástico da deformação do material. Para essa ponta a deformação plástica
do InP é iniciada com um evento catastrófico, que aparece nas curvas de
indentação como uma descontinuidade. Foram observadas características ao redor
das indentações, indicando o aparecimento de discordâncias na superfície do
cristal. Microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada para a observação das
seções transversais das indentações que apresentaram alta densidade de
discordâncias formadas pelos planos {111} escorregados. === [en] In this thesis, the mechanical deformation mechanism of semiconductors
III-V was studied, especially for InP. Defects were produced by indentations using
an atomic force microscope and a Triboscope nanoindenter. The AFM tip torsion
during indentation difficult the control and the reproducibility of AFM
nanoindentation experiments. Nevertheless, the tip torsion allowed the
measurement of the materials Yield stress. A study of the mechanical deformation
mechanism of the native oxide that is presented in the surface of InP (100) and
GaAs (100) was done. The residual plastic impressions attributed to native oxides
were observed on the semiconductors surface. The plastic deformation process of
the InP was studied in nanoindentation experiments using a Berkovich and a
conosferical tip. The InP deformation mechanism observed with a Berkovich tip
presents discontinuities for indentations performed at high loads, that are
associated with successive slip of {111} planes along the <110> directions. The
pressure distribution on the indented region, applied by the conosferical tip, is
isotropic allowing a better visualization of the elastic/plastic transition in a material
deformation process. The plastic deformation of InP using this tip is initialized
with a catastrophic event, that appears in the indentation curves as a discontinuity.
Small cracks were observed around the indentations using both tips, suggesting
that some dislocations loops ends on the InP surface. Bigger cracks were observed
in indentations with the conosferical tip and they were attributed to material
fracture produced by the locking of dislocations near the surface. Transmission
electron microscopy was done in the nanoindentation cross section showing a high
density of defects created by the slip of the {111} planes. |
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