[發(fā)明專利]一種微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310639313.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103745028A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖寧波;陳鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州新源專利事務(wù)所(普通合伙) 33234
• 代理人: 李大剛

1.一種微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：先建立材料界面模型，然后對(duì)材料界面進(jìn)行熱流及熱疲勞加載模擬，再利用MD模擬方法對(duì)材料界面進(jìn)行拉伸斷裂模擬和剪切斷裂模擬，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：具體方法按下述步驟進(jìn)行：

（1）對(duì)微納器件材料的兩種材料界面分別建立材料界面MD模型，得SiCN基材料MD模型和基體材料MD模型；

（2）將SiCN基材料MD模型和基體材料MD模型合并得到初始界面結(jié)構(gòu)；

（3）使初始界面結(jié)構(gòu)在300K平衡10ps，水平方向的壓力保持標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，垂直界面方向施加20MPa壓力；

（4）加熱到600K并保持20ps，使界面處原子獲得充分弛豫；

（5）退火到300K并保持10ps，垂直界面方向壓力變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓；

（6）弛豫10ps使其達(dá)到最小能量狀態(tài)，得初始界面模型；

（7）進(jìn)行熱流及熱疲勞加載模擬；

（8）利用MD模擬方法進(jìn)行拉伸斷裂模擬和剪切斷裂模擬，得界面斷裂能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微納米器件中不同材料界面的結(jié)合力模擬測(cè)試。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：所述熱流及熱疲勞加載模擬的方法是，在初始界面模型中底面和頂面的各1nm區(qū)域的原子被固定，與之相鄰2nm區(qū)域的原子分別施加冷浴和熱浴，每個(gè)時(shí)間不相同的能量分別從熱浴和冷浴加入和去除，從而在垂直于界面的方向產(chǎn)生熱流，在其他兩個(gè)方向采用周期邊界條件，最后采用調(diào)溫方式進(jìn)行模擬熱循環(huán)過(guò)程。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：所述的模擬熱循環(huán)方法是，將溫度升高至400K，并在400K平衡20ps；然后逐步將溫度調(diào)至250K，在250K平衡20ps后再進(jìn)行升溫。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：所述的利用MD模擬方法進(jìn)行拉伸斷裂模擬方法是，通過(guò)增加模擬盒子z方向的尺寸實(shí)現(xiàn)應(yīng)變，每次施加應(yīng)變?yōu)?.0025，并弛豫20ps，直到完全斷裂為止。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納器件材料界面熱疲勞性能模擬測(cè)試方法，其特征在于：所述的利用MD模擬方法進(jìn)行剪切斷裂模擬方法是，通過(guò)對(duì)兩邊材料界面邊界的原子在剪切方向施加相反位移實(shí)現(xiàn)應(yīng)變，每次施加應(yīng)變?yōu)?.0025，并弛豫20ps，直到完全斷裂為止。