基于纳米压痕技术的光子晶体薄膜实验研究与有限元模拟

来源期刊：材料导报2019年第14期

论文作者：王月敏 商磊 闫相桥 李新刚 李垚

文章页码：2283 - 2286

关键词：光子晶体薄膜;纳米压痕;有限元模拟;能量法;压入位置;

摘    要：采用垂直沉积自组装法制备了粒径为180 nm的SiO₂光子晶体薄膜,利用纳米压痕技术对其进行力学测试,采用ABAQUS软件对纳米压痕过程进行了仿真研究。结果表明:制备的光子晶体薄膜粒径均一且排列有序,弹性模量为7. 79 GPa,硬度为0. 181 GPa。有限元仿真的位移-荷载曲线与实验测试曲线保持一致,验证了仿真模型的正确性。通过对不同压入位置的模拟,发现薄膜的硬度和弹性模量随着压痕点从球形顶点过渡到微球中间时有增加的趋势。利用纳米压痕过程的能量分布,分析了压头下能量分布机理及不同压入位置力学参数不同的原因。