Пластическая деформация и разрушение одноосно растянутых НК кремния, стимулированные импульсами электрического тока тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Яценко, Светлана Николаевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Воронеж
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2000
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
од
На правах рукописи
ЯЦЕНКО Светлана Николаевна
ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ ОДНООСНО РАСТЯНУТЫХ НК КРЕМНИЯ, СТИМУЛИРОВАННЫЕ ИМПУЛЬСАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Специальность 01.04.07 - Физика твердого тела
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Воронеж - 2000
Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете.
Научный руководитель
доктор физико-математических наук, профессор Дрожжи« А.И.
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор Даринский Б.М. доктор технических наук, профессор Беликов A.M.
Ведущая организация
Московский государственный индустриальный университет
Защита состоится 14 марта 2000 г. в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 063.81.01 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026, г.Воронеж, Московский проспект, 14.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.
Автореферат разослан 8 февраля 2000 г.
диссертационного совета
Ученый секретарь
Горлов М.И.
Ё>3 УЗ, ¿¿б 03
/
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Исследования пластической деформации и разрушения нитевидных кристаллов (НК) кремния при воздействии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения актуальны в двух аспектах. Во-первых, для физики твердого тела и физического материаловедения установление закономерностей изменения кристаллической структуры исходно бездислокационных монокристаллов кремния представляет самостоятельный научный интерес, поскольку большинство систематических исследований в этом направлении проведено в основном в условиях воздействия упругих и тепловых полей в отсутствие электрического тока. Во-вторых, такие исследования вызывают большой научный интерес в связи с открытием электронно-пластического эффекта, который широко исследован в металлах, но практически совсем не изучен в монокристаллах кремния. Так как последние широко используются при создании силовых электронных приборов, работающих в условиях воздействия импульсных электрических токов, полученные результаты будут иметь также огромный практический интерес. Кроме того, НК кремния сами являются уникальными модельными образцами для создания миниатюрных, особопрочных и малоинерционных тензо- и терморезисторов, используемых при создании первичных преобразователей неэлектрических физических величин в электрический сигнал для различного рода приборов: датчиков деформации, акселерометров, экстензометров, термоанемометров, термометров и др. Поэтому встает вопрос об определении упругих свойств, выявлении условий зарождения первых дислокаций, приводящих к нестабильности свойств приборов, изготовленных на основе НК, при токовых воздействиях. Все сказанное выше определяет актуальность данной темы.
Диссертационная работа выполнена в проблемной научно-исследовательской лаборатории нитевидных кристаллов на кафедре физики Воронежского государственного технического университета по госбюджетной теме: ГБ 98.1 - «Дефекты структуры и свойства нитевидных кристаллов полупроводников» (номер г.р. 019.80002972).
Цель работы: установление закономерностей влияния импульсов электрического тока на пластическую деформацию п разрушение одно-осно растянутых НК кремния.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи :
1. Разработка способов и выбор режимов воздействия импульсов электрического тока на исходно бездислокационные НК кремния при комнатной температуре; исследование условий, приводящих к изменению структуры НК кремния.
2. Создание воздействием одиночного импульса электрического тока при 300 К нарушения кристаллической структуры (искусственного макроскопического дефекта) в исходно бездислокационном НК кремния и исследование его влияния на пластичность и разрушение НК в отсутствие электрического тока.
3. Исследование микропластической деформации в одноосно растянутых исходно бездислокационных НК кремния при комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока.
4. Исследование макроскопической пластической деформации и разрушения одноосно растянутых НК кремния при комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока.
Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны нитевидные кристаллы кремния ( <111>), имеющие длину 3-10 мм, диаметр 5-80 мкм. В исходном состоянии НК являются бездислокационными; при комнатной температуре ведут себя хрупко, при повышении температуры проявляют пластичность. Отмеченные свойства делают НК уникальными модельными объектами для исследования процессов пластической деформации и разрушения.
Методики н оборудование. В экспериментах по исследованию влияния на структуру и свойства НК кремния тепловых и упругих полей, а также прямоугольных импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения наряду со стандартным (электроизмерительные приборы, электронный вакуумный пост), ранее разработанным (универсальная установка для исследования механических свойств и др.) также применялось вновь разработанное оборудование (генератор прямоугольных импульсов электрического тока, установка для воздействия импульсами электрического тока). Применялись как широко апробированные методики (метод электросопротивления, внутреннего трения, селективного травления и др.), так и специально разработанная методика воздействия на НК импульсами электрического тока совместно с осевой нагрузкой растяжения.
Научная новизна полученных в работе результатов определяется тем, что в НК кремния в условиях воздействия импульсов электрического тока впервые:
обнаружен эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры в неравновесных условиях;
экспериментально показано, что созданное импульсом электрического тока скопление подвижных дислокаций имеет градиент плотности и оказывает такое же влияние на механические свойства НК кремния, как и деформационные дислокации, порожденные упругими и тепловыми полями в отсутствие импульсов тока;
установлено, что наблюдаемое при 300 К в исходно бездислокационных НК явление микропластичности стимулировано импульсами электрического тока. Полученные результаты позволяют отнести микропластичность к одной из разновидностей электропластического эффекта, специфичного для исходно бездислокационнькмонокристаллов;
экспериментально установлено семь наиболее характерных уровней протекания процесса и закономерности локализации микропластической деформации в приповерхностных слоях исходно бездислокационного НК, обусловленные особенностями зарождения и эволюции дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью;
экспериментально выявлено, что резкое увеличение релаксационной способности упруго деформированного при комнатной температуре исходно бездислокационного НК кремния в условиях воздействия импульсов электрического тока связано со сменой механизма пластической деформации при переходе от микро- к макропластичности;
на основе экспериментально полученных результатов установлено, что воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК и способствуют развитию явления «сверхпласгичности»;
экспериментально обнаружено, что при температуре 300 К в условиях воздействия импульсов электрического тока и малой (стР < 105 Па) осевой нагрузки растяжения НК кремния разрушаются вязко в отличие от практически хрупкого разрушения в отсутствие тока. Разрушение носит характер взрывного процесса.
Практическая значимость. Полученные в работе новые результаты углубляют знания о закономерностях зарождения и эволюции сдвиговой
деформации в исходно бездислокационных монокристаллах кремния, имеющих форму тонких нитей. Новые данные о закономерностях процессов макроскопической пластической деформации, в особенности разупрочнения (явление «сверхпластичности») и разрушения в условиях воздействия импульсов электрического тока имеют общефизическое значение и могут быть использованы при создании современных теорий пластичности и разрушения, при разработке технологических процессов создания на основе монокристаллов кремния мощных силовых устройств и омических контактов к ним. Полученные данные о микропластической деформации НК кремния в условиях импульсных токовых воздействий имеют важное самостоятельное значение для предсказания стабильного поведения монокристаллов кремния, используемых в различных приборах и устройствах измерительной и электронной техники.
Основные результаты и положения, выносимые на защиту
1. Эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры.
2. Электросгимулированная микропластическая деформация локализована только в приповерхностных слоях исходно бездислокационного НК и контролируется механизмом зарождения на поверхности дислокаций и эволюцией их ансамбля в объеме.
3. Переход от микро- к макроскопической пластической деформации при воздействии импульсов электрического тока сопровождается резким увеличением релаксационной способности НК и свидетельствует о смене механизмов пластической деформации.
4. Воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК кремния и способствуют развитию явления «сверхпластичности».
5. При комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока одноосно растянутые НК кремния разрушаются вязко, а разрушение носит характер взрывного процесса.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях и семинарах, таких как: XIV Международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 1995); Международный семинар «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1995); IV Международная конференция «Действие электромагнитных полей на
пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 1996); IX Международная конференция «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах» (Тула, 1997); X и XI Международные научно-технические конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 1998, 1999); Третий (зимний) Московский семинар «Физика деформации и разрушения твердых тел» (Москва, ИКАН, 1998); Второй Всероссийский семинар «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении» (Воронеж, 1999); Первая Международная научно-техническая конференция «Металлофизика и деформирование перспективных материалов» (Самара, 1999); XII International Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids (Buenos Aires, Argentina, 1999); XX Международная конференция «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1999); отчетные конференции сотрудников ВГТУ (1996-1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 работы, из них 10 статей и 14 тезисов докладов. Во всех работах, выполненных в соавторстве, автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов, написании статей, разработке моделей экспериментально наблюдаемых процессов, формулировании выводов. К.ф.-м.н. А.П.Ермаков консультировал автора по методикам токовых воздействий, электрофизическим измерениям и обработке полученных результатов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка цитируемой литературы из 149 наименований. Весь объем составляет 133 страницы, включая 36 рисунков и 3 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснованы актуальность темы диссертации и выбор объектов исследования, определена цель и поставлены задачи исследования, показана научная новизна полученных результатов и их практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, структуре и объеме диссертации.
В первой главе сделан краткий литературный обзор по теме диссертации, перечислены возможные варианты энергетических воздействий
(механических, тепловых, электрических, магнитных и др.) на структуру и свойства твердых тел.
Проанализированы современные представления об электронно-пластическом эффекте (ЭПЭ) и электропластической деформации материалов и сделан вывод о том, что, несмотря на длительный срок исследований, до сих пор не создана теория электронно-пластического эффекта. Трудности в описании сложного явления электростимулированной деформации заключаются в попытке его интерпретации с единой точки зрения, что оставляет открытым вопрос о физической природе эффекта. Приведены результаты экспериментальных исследований токовых воздействий на массивные монокристаллы металлов, щелочно-галоидные кристаллы, сегнетоэлектрики, массивные кристаллы полупроводников, нитевидные кристаллы различных материалов. Обзор публикаций свидетельствует о том, что ЭПЭ, выражающийся в дополнительной пластической деформации, стимулированной электрическим током, макроскопически проявляется только в таких кристаллах, которые в условиях эксперимента показывают заметную (единицы и десятки процентов) пластичность и в отсутствие тока. В малопластичных кристаллах и деформированных в упругой области кристаллах ЭПЭ еще не наблюдался. Эффект при 300 К не наблюдался в массивных и нитевидных кристаллах кремния и германия, практически хрупких при комнатной температуре.
Ввиду большого значения для науки (теория эффекта не создана, а природа точно не установлена) и для практики (для установления причин и условий нестабильности радиоэлектронных и силовых полупроводниковых приборов) целесообразно дополнительные данные по электропластическому эффекту получить в исследованиях на уникальных модельных образцах - бездислокационных НК кремния. В соответствии со сказанным выше сформулированы задачи исследования.
Во второй гладе приведены сведения об использованных образцах, дано описание оборудования и методик исследования.
Критерием отбора НК являлись диаметр, форма поперечного сечения, длина, конусность, состояние поверхности. В пределах разрешения использованных методов исследования в большинстве исходных НК не обнаруживается ростовых дислокаций. В экспериментах использовались только исходно бездислокационные НК кремния.
Для испытания НК в упругих и тепловых полях использовалась установка для комплексных исследований механических и релаксационных свойств; в экспериментах по исследованию влияния импульсов электрического тока на структуру и свойства НК кремния наряду со стандартным, применявшимся ранее, использовалось вновь разработанное оборудование. Для исследования структурных изменений в результате экспериментов применялись методы послойного и селективного химического травления, рентгеноструктурного анализа, внутреннего трения, а механические свойства испытуемых НК исследовались высокочувствительными методами ротационной ползучести и релаксации напряжений.
Третья глава включает результаты экспериментальных исследований влияния внешних энергетических воздействий на пластическую деформацию и разрушение НК кремния. Величины электрического напряжения при немеханическом воздействии находились в диапазоне 1-20 В, токи в импульсе 0,2 < 0,5 А, плотности тока 2102 <]„ 5 5102 А/ммг.
Экспериментально установлено, что при 300 К в условиях практически полного отсутствия внешних приложенных напряжений воздействие одиночного импульса электрического тока не приводит к наблюдению скачка пластической деформации в исходных НК кремния. Однако после такого воздействия выявлено нарушение кристаллической структуры на поверхности и в микрообъеме НК, локализованном в области контакта его с токовым электродом. Методами оптической, интерференционной и электронной растровой микроскопии на боковой грани НК в зоне касания токового электрода выявляется искусственно созданный поверхностный макроскопический дефект, сопровождаемый локальными изменениями топографии рельефа поверхности. Методом селективного травления на боковой грани НК в зоне локализации поверхностного макродефекта обнаруживаются ямки травления, которые нами отождествляются с дислокационными. В пользу того, что ямки травления являются дислокационными, говорят следующие экспериментальные факты. До воздействия импульса электрического тока ямки травления на боковой грани НК не наблюдались, т.к. для исследований отбирались только исходно бездислокационные образцы. После воздействия импульса электрического тока ямки травления локализованы только в зоне искусственно созданного макродефекта, а вдали от него на всей боковой поверхности НК отсутствуют. Наблюдается градиент плотности ямок травления
от периферии дефекта к его центру, выстраивание их в ряды, ориентированные в направлении следов скольжения. Форма и кристаллографическая ориентация самих ямок травления соответствуют дислокационным. Методом чередующихся полировок и селективного травления боковой поверхности выявлен также градиент плотности ямок травления вдоль радиуса НК. Максимальная плотность всегда наблюдается у поверхности НК и убывает по мере удаления от нее. Этот экспериментальный факт свидетельствует о том, что при воздействии импульса электрического тока в НК кроме поверхностного дефекта искусственно создается объемный макроскопический дефект, который локализован под поверхностным дефектом в микрообъеме, в ЮМ О5 раз меньшем объема НК. Исследованы размеры, форма, структура созданного макродефекта и его влияние на механические свойства НК. Сделан вывод о том, что структура макродефекта представляет собой скопление дислокаций в микрообъеме канала протекания электрического тока. Подтверждение сказанному выше и дополнительные данные получены методами поперечного скола, селективного травления, рентгенографии, внутреннего трения, ротационной ползучести и пр.
Исследование структуры в локальном объеме созданного дефекта методом рентгенографии показывает наличие сильно деформированной области НК, что подтверждает предположение о скоплении дислокаций. Отжиг при 1070 К в течение 3600 с приводит к частичному восстановлению структуры, а дальнейший отжиг при 1270 К в течение 5400 с - к практически полному возврату исходной структуры. Этот факт позволяет сделать вывод о том, что дислокации в скоплении являются подвижными.
Дополнительные данные о структуре и свойствах созданного макроскопического дефекта получены высокочувствительным к структурным несовершенствам методом ротационной ползучести. В обработанных одиночным импульсом тока образцах, в отличие от исходно бездислокационных, начало ротационной ползучести смещено на 30-50 К к более низким температурам. На экспериментальных зависимостях процесса ползучести в НК с созданным макродефектом, как правило, не наблюдается инкубационного периода (времени задержки ползучести) и области прекращающейся или вялотекущей ползучести, характерной для исходно бездислокационных образцов. Зависимость <р(0 в них отражает развитие процесса непрекращающейся ползучести, завершающейся разрушением
образца. Это хорошо согласуется с наблюдаемой зависимостью <р(0 в образцах с дислокациями, порожденными в НК только механическим и тепловым воздействием в отсутствие импульсов электрического тока. Этот экспериментальный факт позволяет впервые сделать вывод о том, что дислокации, созданные только воздействием электрического тока, влияют на пластичность НК кремния так же, как и деформационные дислокации, образованные в НК механическим и тепловым воздействием. Установлено, что отжиг обработанных импульсом электрического тока образцов при температуре ~1300 К в течение ~2 ч в отсутствие внешних приложенных напряжений приводит к частичному, либо практически полному возврату его механических свойств.
В исходно бездислокационных НК внутреннее трение мало (~ (1-2) Ю-4) в широком диапазоне температур. В циклически деформированных знакопеременным кручением НК кремния образуются дислокации разных типов, что отражается на температурной зависимости ВТ наличием нескольких релаксационных пиков. На температурной зависимости ВТ в НК со скоплением дислокаций, созданным импульсом электрического тока, в этой же температурной области наблюдается площадка возросшего внутреннего трения, что свидетельствует об образовании в скоплении дислокаций всех возможных типов. Относительно небольшая (в 5-10 раз) величина роста ВТ в этой температурной области, по сравнению с исходным НК, обусловлена малостью объема искусственно созданного макродефекта. Высокотемпературный отжиг приводит к частичному либо практически полному возврату величины ВТ, что подтверждает ранее сделанный вывод об образовании скопления из подвижных дислокаций в условиях воздействия импульса электрического тока.
Установлено, что геометрические размеры, форма, ориентация и другие параметры таким образом созданного скопления дислокаций существенно зависят от температуры эксперимента, параметров НК, токового электрода и импульса электрического тока. При уменьшении параметров электрического импульса геометрические размеры искусственно созданных им дефектов на поверхности и в объеме НК уменьшаются либо совсем не наблюдаются. Полученные результаты позволяют заключить, что при 300 К в условиях воздействия одиночного импульса электрического тока нами экспериментально обнаружен эффект электрости-мулированной генерации дефектов кристаллической структуры, выра-
жающийся в дополнительном образовании в неравновесных условиях скопления дислокаций в исходно бездислокационном НК кремния. На основе полученных результатов разработан способ генерации дефектов в исходно бездислокационных НК кремния.
В упруго деформированных НК кремния при 300 К в момент прохождения импульса электрического тока ярко обнаруживался скачок пластической деформации. Так как исходный НК был бездислокационным, то наблюдаемый скачок пластической деформации можно объяснить, только сделав предположение о зарождении (генерации) дислокаций в упруго деформированном образце. В этой связи наблюдаемый скачок пластической деформации является важным экспериментальным фактом, не только подтверждающим возможность существования эффекта электросгимулированной генерации дислокаций, но и свидетельствующим в пользу новой, ранее никем не наблюдавшейся, разновидности электропластического эффекта.
Полученные результаты по влиянию только упругих и тепловых полей без или в совокупности с искусственно созданным макроскопическим дефектом на пластичность и разрушение НК кремния связаны с ранее известными моделями и механизмами : а) начало пластичности с механизмом зарождения дислокаций, сильно взаимодействующих со. свободной поверхностью, и их эволюцией в приповерхностном слое объема исходно бездислокационного НК; б) переход от микро- к макропластичности - с механизмом лавинообразного размножения дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью в упруго деформированном микрообъеме исходно бездислокационного НК; в) вязкохрупкое разрушение НК кремния - с механизмом упруго-пластического разрушения, основывающемся на действии двух конкурирующих механизмов скольжения дислокаций путем образования одиночных и двойных термических перегибов на линии дислокации.
Четвертая глава посвящена экспериментальному получению дополнительных данных в пользу обнаруженного эффекта и установлению закономерностей влияния серий импульсов электрического тока на пластическую деформацию и разрушение одноосно растянутых НК кремния. Выбраны режимы и установлены условия, обеспечивающие изменение структуры опытных образцов. Параметры импульсов электрического тока приведены в таблице.
Характеристика импульсов Номер партии образцов
электрического тока 1 2 3 4 5 6
Длительность импульса, т10э,с 0,700 0,100 0,700 0,700 0,100 0,700
Длительность фронта импульса:
переднего, Дт„105, с 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5
заднего, Лт,105, с 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Амплитуда тока, 1о-10', А 100 но 75 25 50 20
Скважность, я = Т/т 14,5 100 14,5 14,5 100 14,5
Условно выделены три режима воздействия (обработки) импульсами электрического тока:
- пороговый либо допороговый ( образец не претерпевает изменений свойств и структуры в течение всего времени эксперимента);
- надпороговый (образец разрушается через N часов воздействия);
- критический (образец вязко разрушается во время воздействия первого импульса либо первой серии импульсов электрического тока).
Экспериментально установлено, что при 300 К в зависимости от времени в надпороговом режиме воздействия импульсами электрического тока упруго деформированный малой (аР<105 Па) осевой нагрузкой растяжения исходно бездислокационный НК кремния остается недефор-мированным либо становится деформированным на стадии микро- или макропластичности, либо претерпевает разрушение.
Формоизменение НК, разрушенного в результате надпорогового режима воздействия, резко неоднородно. Методами рентгенографии и селективного травления выявлены различные изменения структуры разрушенного НК: от области, не содержащей изменений по сравнению с исходной структурой (I), до грубых полос скольжения в промежуточной зоне (III) и шарообразной капли монокристаллического кремния в месте разрушения (IV-V).
R ' iv| v| и 3 9
L-J г 4 I U III
<
Схема разрушения образца под действием импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения По истечении некоторого времени задержки Ь после воздействия сериями прямоугольных импульсов электрического тока в упруго дефор-
мированных НК кремния обнаруживается эффект электростимулирован-ной пластификации, выражающийся в появлении в приповерхностных слоях образца слабых признаков пластической деформации, которая нами названа явлением электростимулированной микропластичности. Приведены основные полученные результаты, выявленные условия и установленные закономерности электростимулированной микропластичности. Установлено, что микропластичность носит гетерогенный характер и локализована только в приповерхностном слое НК. Выявлено до семи наиболее характерных уровней процесса зарождения и эволюции микропластичности. Установлено, что на ее характер, кроме параметров самого НК, оказывают также влияние выбранные условия эксперимента. Предложена качественная модель явления. Полученные результаты находят удовлетворительное объяснение в рамках предложенной нами модели, учитывающей вклады в зарождение дислокаций и эволюцию их ансамбля дефектов свободной поверхности НК, концентрацию механического и электрического полей и электронных связанных состояний по модели Даринского - Белявского - Шалимова.
Экспериментально обнаружено резкое увеличение релаксационной способности упруго деформированных при 300 К исходно бездислокационных НК кремния в условиях воздействия импульсов электрического тока, обусловленное спонтанным переходом от микро- к макроскопической пластической деформации. Показано, что при этом сильно взаимодействующие со свободной поверхностью НК дислокации трансформируются в дислокации, слабо взаимодействующие со свободной поверхностью, а эффект пластификации сопровождается сменой механизмов пластической деформации и обусловлен геометрическим и структурным факторами. В области наиболее интенсивно развивающегося процесса макроскопической пластической деформации обнаружена локализация, образование «шейки» и ротационный эффект. С помощью полученных результатов сделана оценка и показано, что в области «шейки» длиной в несколько диаметров НК степень пластической деформации достигает сотен процентов, что свидетельствует в пользу явления «сверхпластичности». Экспериментальные факты, а также влияние отжига на возврат структуры позволяют сделать вывод о том, что воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в
«шейке» НК. Предложена качественная модель, которая объясняет обнаруженные эффекты и смену механизмов пластической деформации.
Установлены закономерности разрушения НК. Получено, что в созданных условиях НК кремния претерпевают только вязкое разрушение, которому предшествует значительная (сотни процентов) макроскопическая пластическая деформация. На всех разрушенных образцах обнаружена шарообразная капля диаметром, равным либо меньше, чем диаметр НК. Рентгенографически установлено, что капля является монокристаллом кремния, не содержащим дислокаций. Последнее позволяет сделать вывод о том, что в момент разрушения образец в локальной зоне утонения (в «шейке») был расплавлен и благодаря силам поверхностного натяжения принял шарообразную форму, которая при охлаждении закристаллизовалась в монокристалл. Недостаток объема кремния в разрушенном образце, по сравнению с исходным, не только подтверждает факт плавления, но и указывает на взрывной характер процесса разрушения, сопровождаемый потерей (распылением, разбрызгиванием) части массы кремния в момент нарушения сплошности, т.е. разрыва образца.
Установлено, что процесс нестабильности, сопровождаемый разрушением образца, особенно интенсивно развивается лишь в короткий промежуток времени МР ~ (0,01 - 0,005)1а (где Ь - время жизни образца), а большую часть времени жизни в НК протекает инкубационный период 1и ~ 0,9% при относительно высокой стабильности структуры и свойств. Общее время жизни образца в экспериментах (Ь> ) варьируется в зависимости от жесткости режима воздействия: амплитуды, длительности и скважности импульсов электрического тока.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Экспериментально обнаружен эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры, выражающийся в дополнительном изменении структуры НК кремния в неравновесных условиях воздействия импульсов электрического тока.
2. Выбраны режимы и установлены условия, обеспечивающие изменение структуры опытных образцов. На основе полученных результатов разработан способ генерации дефектов в исходно бездислокационных НК кремния, позволяющий в неравновесных условиях при воздействии импульсов электрического тока получать изменение структуры
(макроскопический дефект) в локальном микрообъеме, в 103-105 раз меньшем объема НК.
3. Экспериментально установлена природа созданного макроскопического дефекта, выражающаяся в дополнительном образовании неровностей рельефа в локальной зоне боковой поверхности и скопления под ней дислокаций с градиентом плотности. По данным, полученным методами рентгенографии, внутреннего трения, ползучести и др., сделан вывод о том, что скопление образовано любыми возможными типами подвижных дислокаций разных знаков, которые оказывают такое же влияние на механические свойства НК кремния, как и деформационные дислокации, порожденные упругим и тепловым полями в отсутствие электрического тока.
4. Обнаружена стадия микропласгичности, стимулированная воздействием импульсов электрического тока. Экспериментально установлено, что микропластичность локализована только в приповерхностных слоях объема исходно бездислокационного НК, резко гетерогенна по свободной поверхности и сечению образца. Выделено семь наиболее характерных уровней ее протекания. Стадия микропластичности объяснена механизмом электростимулированной генерации на поверхности сильно взаимодействующих с ней дислокаций и эволюцией их ансамбля в объеме исходно бездислокационного НК. Сделан вывод о том, что обнаруженная микропластичность является разновидностью электропластического эффекта, специфичного для исходно бездислокационных монокристаллов.
5. Экспериментально выявлено резкое увеличение релаксационной способности упруго деформированного при температуре 300 К НК кремния в условиях воздействия импульсами электрического тока, обусловленное переходом от микро- к макропластичности образца и связанное со сменой механизма пластической деформации.
6. В области наиболее интенсивно развивающегося процесса обнаружена локализация пластичности, образование «шейки» на длине в несколько диаметров НК. Расчетами показано, что степень пластической деформации в «шейке» достигает сотен процентов и свидетельствует в пользу явления «сверхпластичности». Эти экспериментальные факты, а также влияние отжига на возврат структуры позволяют сделать вывод о том, что воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК.
7. Экспериментально получено, что при 300 К в условиях воздействия импульсами электрического тока и малой (аР < 105 Па) осевой нагрузки растяжения НК кремния претерпевают вязкое разрушение в отличие от практически хрупкого разрушения в отсутствие тока. Недостаток объема кремния в разрушенном образце, по сравнению с исходным, не только подтверждает факт плавления, но и указывает на взрывной характер процесса разрушения.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Ермаков А.П., Яценко С.Н., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И. Релаксационные явления в предварительно деформированных кручением НК германия при воздействии термического и упругого полей // Изв. РАН. Сер.физ. -1997. -Т.61,№2. - С.228-231.
2. Ермаков А.П., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И., Яценко С.Н. Деформация и стабильность свойств НК кремния в тепловых, упругих и электромагнитных полях// Изв. РАН. Сер.физ.- 1997.-Т.61,№5.- С.906-912.
3. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Влияние импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения на структуру и свойства НК кремния // Изв. РАН. Сер.физ. - 1997. - Т.61,№5. - С.1012-1018.
4. Антипов С.А., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И., Яценко С.Н. Модель вязкохрупкого разрушения нитевидных кристаллов кремния // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. - Воронеж, 1999. - Вып. 1.5. -С.82-84. .
5. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н., Беленов Г.Н. Пластическая деформация и разрушение нитевидных кристаллов кремния при воздействии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. - Воронеж, 1999. -Вып.1.5.- С.95-100.
6. Дрожжин А.И., Батаронов И.Л., Старовиков М.И., Антипов » С.А., Ермаков А.И, Рощупкин A.M., Яценко С.Н. Влияние огранки, кристаллографии нагружения и степени деформации НК кремния на особенности зарождения и эволюции ансамбля дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью// Релаксационные явления в твердых телах: Сб. тр. Междунар. семинара. - Воронеж, 1995,- С.65-82.
7. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Локализация пластической деформации в нитевидных кристаллах кремния при воздействии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения // Металлофизика и деформирование перспективных материалов: Сб. тр. 1-й Междунар. науч.-техн. конф. - Самара, 1999. - С. 47-53.
8. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Микропластичность нитевидных кристаллов кремния, стимулированная импульсами электрического тока /I Металлофизика и деформирование перспективных материалов: Сб. тр. 1-й Междунар. науч.-техн. конф. - Самара,1999.- С. 53-58.
9. Ермаков А.П., Яценко С.Н. Измеритель скорости потока на основе нитевидного кристалла // Изобретатели - машиностроению. - 1999. -N12.-С.15.
10. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Датчики давления и температуры на основе НК // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы X Междунар. науч.-техн. конф. - Гурзуф,1998. - Т.1. - С.258-260.
11. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Механизм лавинообразного размножения дислокаций в объеме исходно бездислокационного микрокристалла, обусловленный прорывом макроскопического потенциального барьера скоплением дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью // Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах: Тез. докл. IX Междунар. конф. - Тула,1997.-С.36-37.
12. Дрожжин А.И., Батаронов И.Л., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Механизм зарождения и эволюция в исходно бездислокационном микрокристалле ансамбля дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью //Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах: Тез. докл. IX Междунар. конф. - Тула, 1997. - С.37.
13. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Пластическая деформация и разрушение НК кремния при воздействии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения // Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении: Тез. докл. Второго Всерос. семинара - Воронеж, 1999. - С. 156-157.
14. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Микропластичность НК кремния при действии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения II Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. XX Междунар. конф. - Воронеж, 1999. - С.91-92.
15. Drozhzhin A.I., Ermakov А.Р., Yatsenko S.N. Internal friction in defomied germanium whiskers at the annealing // Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids: Abstracts of 12'ltl International Conference. - Argentina, 1999. - P. p3-l.
Л Р № 020419. Подписано в печать 04.02.2000
Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ №_
Издательство Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп., 14
Введение
Глава 1. Пластическая деформация и разрушение кристаллов, стимулированные импульсами токовых воздействий (обзор)
1.1. Влияние различных энергетических воздействий 10 на структуру и свойства твердых тел
1.2. Обнаружение электронно-пластического эффекта в металлах
1.3.Современные представления об электронно-пластическом 13 эффекте и электропластической деформации металлов
1.4. Экспериментальные исследования токовых воздействий 20 на массивные монокристаллы
1.5. Экспериментальные исследования токовых воздействий 29 на нитевидные кристаллы
Актуальность темы. Исследования пластической деформации и разрушения нитевидных кристаллов (НК) кремния при воздействии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения актуальны в двух аспектах. Во-первых, для физики твердого тела и физического материаловедения установление закономерностей изменения кристаллической структуры исходно бездислокационных монокристаллов кремния представляет самостоятельный научный интерес, поскольку большинство систематических исследований в этом направлении проведено в основном в условиях воздействия упругих и тепловых полей в отсутствие электрического тока. Во-вторых, такие исследования вызывают большой научный интерес в связи с открытием электронно-пластического эффекта, который широко исследован в металлах, но практически совсем не изучен в монокристаллах кремния. Так как последние широко используются при создании силовых электронных приборов, работающих в условиях воздействия импульсных электрических токов, полученные результаты будут иметь также огромный практический интерес. Кроме того, НК кремния сами являются уникальными модельными образцами для создания миниатюрных, особопрочных и малоинерционных тензо- и терморезисторов, используемых при создании первичных преобразователей неэлектрических физических величин в электрический сигнал для различного рода приборов: датчиков деформации, акселерометров, экстензометров, термоанемометров, термометров и др. Поэтому встает вопрос об определении упругих свойств, выявлении условий зарождения первых дислокаций, приводящих к нестабильности свойств приборов, изготовленных на основе НК, при токовых воздействиях. Все сказанное выше определяет актуальность данной темы.
Диссертационная работа выполнена в проблемной научно-исследовательской лаборатории нитевидных кристаллов на кафедре физики Воронежского государственного технического университета по госбюджетной теме: ГБ 98.1 - «Дефекты структуры и свойства нитевидных кристаллов полупроводников» (номер г.р. 019.80002972).
Цель работы: установление закономерностей влияния импульсов электрического тока на пластическую деформацию и разрушение одноосно растянутых НК кремния.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработка способов и выбор режимов воздействия импульсов электрического тока на исходно бездислокационные НК кремния при комнатной температуре; исследование условий, приводящих к изменению структуры НК кремния.
2. Создание воздействием одиночного импульса электрического тока при 300 К нарушения кристаллической структуры (искусственного макроскопического дефекта) в исходно бездислокационном НК кремния и исследование его влияния на пластичность и разрушение НК в отсутствие электрического тока.
3. Исследование микропластической деформации в одноосно растянутых исходно бездислокационных НК кремния при комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока.
4. Исследование макроскопической пластической деформации и разрушения одноосно растянутых НК кремния при комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока.
Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны нитевидные кристаллы (НК) кремния ( р-Б1 <111>), имеющие длину 3-10 мм, диаметр 5-80 мкм. В исходном состоянии НК являются бездислокационными; при комнатной температуре ведут себя хрупко, при повышении температуры проявляют пластичность. Отмеченные свойства делают НК уникальными модельными объектами для исследования процессов пластической деформации и разрушения.
Методики и оборудование. В экспериментах по исследованию влияния на структуру и свойства НК кремния тепловых и упругих полей, а также прямоугольных импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения наряду со стандартным (электроизмерительные приборы, электронный вакуумный пост), ранее разработанным (универсальная установка для исследования механических свойств и др.) также применялось вновь разработанное оборудование (генератор прямоугольных импульсов электрического тока, установка для воздействия импульсами электрического тока). Применялись как широко апробированные методики (метод электросопротивления, внутреннего трения, селективного травления и др.), так и специально разработанная методика воздействия на НК р-Бг импульсами электрического тока совместно с осевой нагрузкой растяжения.
Научная новизна полученных в работе результатов определяется тем, что в НК кремния в условиях воздействия импульсов электрического тока впервые: обнаружен эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры в неравновесных условиях; экспериментально показано, что созданное импульсом электрического тока скопление подвижных дислокаций имеет градиент плотности и оказывает такое же влияние на механические свойства НК кремния, как и деформационные дислокации, порожденные упругими и тепловыми полями в отсутствие импульсов тока; установлено, что наблюдаемое при 300 К в исходно бездислокационных НК явление микропластичности стимулировано импульсами электрического тока. Полученные результаты позволяют отнести микропластичность к одной из разновидностей электропластического эффекта, специфичного для исходно бездислокационных монокристаллов; экспериментально установлено семь наиболее характерных уровней протекания процесса и закономерности локализации микропластической деформации в приповерхностных слоях исходно бездислокационного НК, обусловленные особенностями зарождения и эволюции дислокаций, сильно взаимодействующих со свободной поверхностью; экспериментально выявлено, что резкое увеличение релаксационной способности упруго деформированного при комнатной температуре исходно бездислокационного НК кремния в условиях воздействия импульсов электрического тока связано со сменой механизма пластической деформации при переходе от микро- к макропластичности; на основе экспериментально полученных результатов установлено, что воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК и способствуют развитию явления «сверхпластичности»; экспериментально обнаружено, что при температуре 300 К в условиях воздействия импульсов электрического тока и малой (ар < 105 Па) осевой нагрузки растяжения НК кремния разрушаются вязко в отличие от практически хрупкого разрушения в отсутствие тока. Разрушение носит характер взрывного процесса.
Практическая значимость. Полученные в работе новые результаты углубляют знания о закономерностях зарождения и эволюции сдвиговой деформации в исходно бездислокационных монокристаллах кремния, имеющих форму тонких нитей. Новые данные о закономерностях процессов макроскопической пластической деформации, в особенности разупрочнения (явление «сверхпластичности») и разрушения в условиях воздействия импульсов электрического тока имеют общефизическое значение и могут быть использованы при создании современных теорий пластичности и разрушения, при разработке технологических процессов создания на основе монокристаллов кремния мощных силовых устройств и омических контактов к ним. Полученные данные о микропластической деформации НК кремния в условиях импульсных токовых воздействий имеют важное самостоятельное значение для предсказания стабильного поведения монокристаллов кремния, используемых в различных приборах и устройствах измерительной и электронной техники.
Основные результаты и положения, выносимые на защиту
1. Эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры.
2. Электростимулированная микропластическая деформация локализована только в приповерхностных слоях исходно бездислокационного НК и контролируется механизмом зарождения на поверхности дислокаций и эволюцией их ансамбля в объеме.
3. Переход от микро- к макроскопической пластической деформации при воздействии импульсов электрического тока сопровождается резким увеличением релаксационной способности НК и свидетельствует о смене механизмов пластической деформации.
4. Воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК кремния и способствуют развитию явления «сверхпластичности».
5. При комнатной температуре в условиях воздействия импульсов электрического тока одноосно растянутые НК кремния разрушаются вязко, а разрушение носит характер взрывного процесса.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях и семинарах, таких как: XIV Международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 1995); Международный семинар «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1995); IV Международная конференция «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 1996); IX Международная конференция «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах» (Тула, 1997); X и XI Международные научно-технические конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 1998, 1999); Третий (зимний) Московский семинар «Физика деформации и разрушения твердых тел» (Москва, ИКАН, 1998); Второй Всероссийский семинар «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении» (Воронеж, 1999); Первая Международная научно-техническая конференция «Металлофизика и деформирование перспективных материалов» (Самара,1999); XII International Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids (Buenos Aires, Argentina, 1999); XX Международная конференция «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1999); отчетные конференции сотрудников ВГТУ (1996-1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 работы, из них 10 статей и 14 тезисов докладов. Во всех работах, выполненных в соавторстве, автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов, написании статей, разработке моделей экспериментально наблюдаемых процессов, формулировании выводов.
К.ф.-м.н. А.П.Ермаков консультировал автора по методикам токовых воздействий, электрофизическим измерениям и обработке полученных результатов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка цитируемой литературы из 149 наименований. Весь объем составляет 133 страницы, включая 36 рисунков и 3 таблицы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Экспериментально обнаружен эффект электростимулированной генерации дефектов кристаллической структуры, выражающийся в дополнительном изменении структуры НК кремния в неравновесных условиях воздействия импульсов электрического тока.
2. Выбраны режимы и установлены условия, обеспечивающие изменение структуры опытных образцов. На основе полученных результатов разработан способ генерации дефектов в исходно бездислокационных НК кремния, позволяющий в неравновесных условиях при воздействии импульсов электрического тока получать изменение структуры (макроскопический дефект) в
Л С локальном микрообъеме, в раз меньшем объема НК.
3. Экспериментально установлена природа созданного макроскопического дефекта, выражающаяся в дополнительном образовании неровностей рельефа в локальной зоне боковой поверхности и скопления под ней дислокаций с градиентом плотности. По данным, полученным методами рентгенографии, внутреннего трения, ползучести и др., сделан вывод о том, что скопление образовано любыми возможными типами подвижных дислокаций разных знаков, которые оказывают такое же влияние на механические свойства НК кремния, как и деформационные дислокации, порожденные упругим и тепловым полями в отсутствие электрического тока.
4. Обнаружена стадия микропластичности, стимулированная воздействием импульсов электрического тока. Экспериментально установлено, что микропластичность локализована только в приповерхностных слоях объема исходно бездислокационного НК, резко гетерогенна по свободной поверхности и сечению образца. Выделено семь наиболее характерных уровней ее протекания. Стадия микропластичности объяснена механизмом электростимулированной генерации на поверхности сильно взаимодействующих с ней дислокаций и эволюцей их ансамбля в объеме исходно бездислокационного
118
НК. Сделан вывод о том, что обнаруженная микропластичность является разновидностью электропластического эффекта, специфичного для исходно бездислокационных монокристаллов.
5. Экспериментально выявлено резкое увеличение релаксационной способности упруго деформированного при температуре 300 К НК кремния в условиях воздействия импульсами электрического тока, обусловленное переходом от микро- к макропластичности образца и связанное со сменой механизма пластической деформации.
6. В области наиболее интенсивно развивающегося процесса обнаружена локализация пластичности, образование «шейки» на длине в несколько диаметров НК. Расчетами показано, что степень пластической деформации в «шейке» достигает сотен процентов и свидетельствует в пользу явления «сверхпластичности». Эти экспериментальные факты, а также влияние отжига на возврат структуры позволяют сделать вывод о том, что воздействия импульсов электрического тока подавляют процессы упрочнения в «шейке» НК.
7. Экспериментально получено, что при 300 К в условиях воздействия импульсами электрического тока и малой (ар < 105 Па) осевой нагрузки растяжения НК кремния претерпевают вязкое разрушение в отличие от практически хрупкого разрушения в отсутствие тока. Недостаток объема кремния в разрушенном образце, по сравнению с исходным, не только подтверждает факт плавления, но и указывает на взрывной характер процесса разрушения.
1. Бережкова Г.В. Нитевидные кристаллы. - М.: Наука, 1969. - 158 с.
2. Антипов С.А., Дрожжин А.И., Рощупкин A.M. Релаксационные явления в нитевидных кристаллах полупроводников. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1987,- 191 с.
3. Пластическая деформация нитевидных кристаллов / А.М.Беликов, А.И.Дрожжин, A.M.Рощупкин, С.А.Антипов, М.И.Старовиков, И.Л. Батаронов, А.П.Ермаков Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 204 с.
4. Дежин В.В., Ермаков А.П., Парфеньев А.Б., Антипов С.А., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И., Рощупкин A.M., Старовиков М.И. Разрушение нитевидных кристаллов кремния и германия. Воронеж: ВПИ, 1989.216 с. Деп. в ВИНИТИ 24.10.89. № 6403-В89.
5. Дрожжин А.И. Преобразователи на нитевидных кристаллах p-Si <111>. Воронеж: ВПИ, 1984. - 241 с. Деп. в ВИНИТИ 8.10.84. № 6606-84.
6. Беленов Г.Н., Дрожжин А.И., Свиридов В.В. Циклическая прочность НК.- Воронеж: ВПИ, 1990. 160 с. Деп. в ВИНИТИ № 3261-В90.
7. Зуев Л.Б. Физика электропластичности щелочно-галоидных кристаллов. Новосибирск: Наука. Сиб.отделение, 1990. - 120 с.
8. НК и неферромагнитные пленки: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Воронеж, 1970.
9. НК и тонкие пленки: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Воронеж, 1975.
10. НК для новой техники: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Воронеж, 1979.
11. Иевлев В.М., Трусов В.А., Холмянский В.А. Структурные превращения в тонких пленках. М.:Металлургия, 1982. - 248 с.
12. Спицын В.И., Троицкий O.A. Электропластическая деформация металлов. М.:Наука, 1985. - 160 с.
13. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.:Наука, 1983. - 280 с.
14. Балалаев Ю.Ф. Деформация и разрушение металлов ультразвуком// Дис. . докт. техн. наук, Воронеж, 1972.
15. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность металлов и сплавов: Тез. докл. I Всесоюзн. конф. Юрмала, 1987. - 267 с.
16. Влияние внешних энергетических полей на структуру и свойства твердых тел: Сб. тр. конф. Юрмала, 1988, 1989.
17. Влияние внешних энергетических полей на структуру и свойства твердых тел: Сб. тр. конф. Новокузнецк, 1991.
18. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Ш Межд. конф. Воронеж: ВГТУ, 1994. - 104 с.
19. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. IV Межд. конф. Воронеж ВГТУ, 1996.
20. Кашкаров П.К., Тимошенко В.Ю. Образование дефектов в полупроводниках при импульсном лазерном облучении// Поверхность. Физика, химия, механика. 1995. - № 6.- С.5 -33.
21. Головин Ю И. Электромагнитные аспекты физики прочности и пластичности твердых тел И Вестник ТГУ, 1996.- Т.1, вып.1. С.3-20.
22. Антипов С.А. Механические свойства нитевидных кристаллов кремния // Дис. . докт. физ.-мат. наук, Воронеж, 1999. - 360 с.
23. Классен-Неклюдова М.В. Пластические свойства и прочность кристаллов. Л., М.: ГТТИ, 1933. - 156 с.
24. Westbrook J.H., Giknan I.J. Electric-mechanical effect on semiconductors // J.Appl.Phys. 1962, V.33. - № 4. - P.2360-2372.
25. Воробьев А.А., Воробьев Г.А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков. М.: Высш. школа, 1966. - 224 с.
26. Девиссон Дж.В., Вэйгхан В.Х. Разрушение материалов, вызванное электрическими эффектами // Разрушение. 1976. Т.6. - С.419-471.
27. Троицкий О.А., Лихтман В.И. Об анизотропии действия электронного и у-облучения на процесс деформации монокристаллов цинка в хрупком состоянии//Докл. АН СССР, 1963.- Т.148. С.332-334.
28. Кравченко В Л. Воздействие направленного потока электронов на движущиеся дислокации//ЖЭТФ, 1966. Т. 51.- С. 1676-1681.
29. Троицкий O.A., Спицын В.И., Глазунов П.Я. Тонкое изменение прочности облучаемых кристаллов//ДАН СССР, 1972. Т.206. - С.597-600.
30. Троицкий O.A., Спицын В.И. Электропластическая и радиационно-пластическая деформация металла// Докл. АН СССР, 1973. Т.210.-С.1388-1391.
31. Троицкий O.A., Спицын В.И., Глазунов П.Я. Низкотемпературная ползучесть облучаемых кристаллов свинца// Докл. АН СССР, 1972. Т. 207. - С. 834-837.
32. Гегузин Я.Е., Каганов М.И., Лифшиц И.М. Влияние длины свободного пробега электронов на образование трека вокруг частицы// ФТТ, 1973.- Т. 15. С.2425-2430.
33. Лифшиц И.М., Каганов М.И., Танатарев Л.В. К теории радиационных изменений в металлах// Атом, энергия, 1959. Т.6.- С.391-402.
34. Румянцев В.В. О затухании плазмонов в твердых телах// ФТТ, 1971.-Т.13. С.2038-2042.
35. Klemperer O.K., Shephard J.P. Characteristic energy losses of electrons in solids//Adv. Phys., 1963. V.12. -P. 355-361.
36. Фикс В.Б. Ионная проводимость в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1969. - 295 с.
37. Фикс В.Б. Увлечение и торможение подвижных дефектов в металлах электронами проводимости. Роль закона дисперсии электронов// ЖЭТФ, 1981. Т.80. - С. 1539-1542.
38. Фикс В.Б. О взаимодействии электронов проводимости с одиночными дислокациями в металлах// ЖЭТФ, 1981.- Т.80. С.2313-2316.
39. Предводителев A.A., Троицкий O.A. Дислокации и точечные дефекты в гексагональных металлах. М.: Атомиздат, 1973. - 198 с.
40. Климов K.M., Новиков И.И. Влияние градиента температуры и электрического тока высокой плотности на пластическую деформацию при растяжении металлических проволок// Изв. АН СССР. Сер. Металлы, 1978.-№ 6.-С. 175-179.
41. Климов K.M., Новиков И.И. Особенность пластической деформации металлов в электромагнитном поле// Докл. АН СССР, 1980. Т.253,-С.603-610.
42. Троицкий O.A., Спицын В.И., Сташенко В.И. Влияние основных параметров тока на величину электронно-пластического эффекта// Докл. АН СССР, 1981. Т.256. - С. 1134-1137.
43. Сташенко В.И., Троицкий O.A. Влияние частоты импульсного тока и внешнего механического напряжения на скорость ползучести кристаллов// Физика металлов и металловедение, 1982. Т.53. - С. 180-184.
44. Троицкий O.A., Рощупкин A.M., Сташенко В.И. и др. Исследование прямого действия тока на пластическую деформацию металла// Физика металлов и металловедение, 1984. Т.67. - С.524-528.
45. Granato О. Dislocation inertial model for the increased plasticity of the superconducting state // Phys. Rev. Lett., 1971. V.27. - P. 660-665.
46. Бобров B.C., Осипьян Ю.А. Термическое разупрочнение кристаллов// ФТТ, 1973. Т. 15. - С.3266-3270.
47. Бобров B.C., Лебедев М.А. Наблюдение электрических эффектов при низкотемпературном двойниковании ниобия// Письма в ЖЭТФ, 1983.-Т.38. № 7. - С.334-336.
48. Зайцев С.И., Надгорный Э.М. Моделирование термоактивированного движения дислокаций через сетку препятствий// ФТТ, 1973.- Т. 15.-С.2669-2674.
49. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. - 228 с.
50. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. - 224 с.
51. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций.- М.: Атомиздат, 1972,- 600 с.
52. Белявский В.И., Даринский Б.М., Шалимов В.В. Влияние электронных связанных состояний на подвижность дислокационных перегибов в полупроводниках // ФТТ, 1981. Т.23. - в.1. - С.326-328.
53. Белявский В.Н., Даринский Б.М., Шалимов В.В. К теории подвижности дислокаций в легированных полупроводниках // ФТТ, 1982. Т.24.1. B.2.-С.511-516.
54. Erofeev V.N., Nikitenko V.I., Osvenskii V.B. Effect of Impurities on the Individual Dislocation Mobility in Silicon // Phys. Stat. Sol., 1969. V.35. - P 79-88.
55. Ерофеев B.H., Никитенко В.И. Подвижность дислокаций в кремнии, содержащем примеси замещения и внедрения // ФТТ,1971. Т.13.- в.1.1. C.146-151.
56. Петухов Б.В., Покровский B.JI. О влиянии заряженных примесей на подвижность дислокаций в кристаллах с высокими барьерами Пайер-лса//ФТТ. 1971, -Т.13. -№ 12. С.3679-3682
57. Петухов Б.В., Сухарев В.В. О влиянии заряженных примесей на подвижность дислокаций в кристаллическом рельефе // ФТТ, 1980. Т.22.-в.2. - С.456-462.
58. Patel J.R., Chandchuri A.R. Charged Impurity Effects on the Deformation of Dislocation-free Germanium // Phys. Rev., 1966. V.143. - № 2. - P.601-608.
59. Громов В.E., Гуревич JI.И. Влияние токовых импульсов на подвижность дислокаций в Zn при 77 К// Изв. вузов. Физика, 1990. Т.ЗЗ.- № 3.-С.35-39.
60. Зуев Л.Б., Громов В.Е., Гуревич Л.И. Действие импульсов электрического тока на подвижность дислокаций в монокристаллах Zn // Металлофизика, 1990. Т.12. - № 4. - С. 11-15.
61. Троицкий О.А., Рощупкин A.M., Сташенко В.И., Моисеенко М.М., Калымбетов П.У. Развитие представлений о прямом физическом действии тока в электронно-пластическом эффекте // ФММ, 1986.-Т.61.-В.5.- С.990-995.
62. Громов В.Е., Зуев Л.Б., Батаронов И.Л., Рощупкин A.M. Развитие представлений о подвижности дислокаций при токовом воздействии// ФТТ, 1991. Т.ЗЗ. - № 10. - С.3027-3032.
63. Argon A.S. Thermally-activated Motion of Dislocations through Random Localized Obstacles // Phil. Magazine, 1972. V.25. - № 5. - P. 1053-1072.
64. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1976. - 616 с.
65. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1966. - 624 с.
66. Беклемишев H.H., Корягин Н.И., Шапиро Г.С. Влияние локально неоднородного импульсного электромагнитного поля на пластичность и прочность проводящих материалов// Изв. АН СССР. Сер. Металлы, 1984.-№4.-С.184-187.
67. Климов K.M., Новиков И.И. К вопросу об «электроннопластическом эффекте» // Проблемы прочности, 1984. № 2. - С.98-103.
68. Сидоренков В.В., Семенцов Д.И., Корнев Ю.В. О механизме разупрочнения при электропластической деформации металлов// Докл. АН СССР, 1990.- Т.310. № 6. - С.1371-1374.
69. Базайкин В.И., Громов В.Е., Кузнецов В.А., Перетятько В.Н. Волочение круглого профиля с внешней энергетической стимуляцией. Напряжения и анализ// Изв. вузов, Черная металлургия, 1989. № 8. - С.76-80.
70. Троицкий O.A., Спицын В.И., Калымбетов П.У. Электронно-пластический эффект на встречных импульсах // Докл. АН СССР, 1980. Т.253. - С.96-100.
71. Троицкий O.A., Спицын В.И., Линке Е. Эмиссия электронов при электропластической деформации металла//Докл. АН СССР, 1980.- Т.254.-С.680-683.
72. Троицкий O.A., Розно А.Г. Электропластическая деформация металла//ФТТ, 1970. Т.12. - С.203-210.
73. Спицын В.И., Троицкий O.A. Моделирование теплового и пинч-действия импульсного тока на пластическую деформацию металла// Докл. АН СССР, 1975. Т.220. - С. 1070-1073.
74. Троицкий O.A., Спицын В.И., Сташенко В.И. Влияние электрического тока на релаксацию напряжений в кристаллах цинка, кадмия и свинца//Докл. АН СССР, 1978. Т.241. - С.379-353.
75. Троицкий O.A., Сташенко В.И. Исследование электропластической деформации металла методом релаксации напряжений // ФММ, 1979.-Т.47. С.180-187.
76. Сташенко В.И., Троицкий O.A. Определение механических напряжений, вызванных действием тока// ФММ, 1981. Т.51. - С.219-221.
77. Сташенко В.И., Троицкий O.A., Яновский Ю.С., Ульянов Л.П. Оценка влияния электрического тока на подвижность дислокаций в кадмии// Изв. АН СССР. Сер. Металлы, 1981. №2. - С.176-180.
78. Каганов М.И., Кравченко В.Я., Нацик В.Д. Электронное торможение дислокаций в металлах // Успехи физ. наук, 1973. Т. 111. - С.655-683.
79. Silveira V.L., Porto M.F.S., Mannheimer W.A. Electroplastic effect in copper subjected to low density electric current // Scr. met., 1981. V.15. - P.945-950.
80. Лебедев В.П., Хоткевич В.И., Влияние импульсов электрического тока на низкотемпературную (1,7-4,2 К) деформацию алюминия// ФММ, 1982. Т.54. - С.353-360.
81. Stepanov À.W. Uber den Mechanismus der plastischen Deformation. 1// Zs. Phys., 1933. V.81. - № 2. - S.706-713.
82. Тяпунина H.A., Белозерова Э.П. Заряженные дислокации и свойства щелочно-галоидных кристаллов// УФНД988. Т.156. - № 4. - С.683-717.
83. Загоруйко Н.В., Щукин Е.Д. Влияние электрического поля на пластическое течение кристаллов NaCl // Кристаллография, 1968. Т. 13. - № 5.-С.908-910.
84. Белозерова Э.П., Тяпунина H.A., Светашов A.A. Влияние электрического и ультразвукового полей на внутренние напряжения в щелочно-галоидных кристаллах // Кристаллография, 1975.-Т.20.- № 5.- С.788-791.
85. Brissenden S., Gardner J.W., Illingworth J., Kovacevic J., Whitworth R.W. The influence of an electric field on the flow stress of crystals of NaCl // Phys. Stat. Sol. (a), 1979. V.51. -№ 1. - P.521-526.
86. Зуев Л.Б., Царев O.K., Громов В.Е., Рыбянец В.А. Релаксация напряжений в кристаллах NaCl в электрическом поле // Изв. вузов. Физика, 1974. -№3. -С.61-64.
87. Smoluchowsky R. Dislocations in ionic crystals// J. Phys., 1966,- V.27. №1,-P.3-11.
88. Николаев В.И., Смирнов Б.К. Электропластический эффект в сегнето-электрических монокристаллах NaNKb// ФТТ, 1985. Т.27. - № 11. - С. 3369-3372.
89. Бобров B.C., Лебедкин М.А. Разупрочнение монокристаллов никеля при перестройке доменной структуры в магнитном поле// ФТТ, 1985. -Т.27. № 3. - С.820-824.
90. Осипьян Ю.А., Петренко В.Ф. Эффект короткого замыкания в пластической деформации ZnS и движение заряженных дислокаций// ЖЭТФ, 1975. Т.69. - № 4(10). - С.1362-1371.
91. Осипьян Ю.А., Петренко В.Ф. Экспериментальное наблюдение влияния электрического поля на пластическую деформацию кристаллов ZnSe // Письма в ЖЭТФ, 1973. Т. 17. - С.555-557.
92. Зуев Л.Б., Мальцев В.Д., Высовень Л.М., Ступин В.А. Неупругие явления в нитевидных кристаллах хлористого натрия // ФТТ, 1972. Т. 14. - № 6. - С. 1-6.
93. Зуев Л.Б., Мальцев В.Д., Данилов В.И., Нарожный А.Н. Деформация нитевидных кристаллов NaCl при электрическом и механическом на-гружении//ФТТ, 1975. Т.17. - № 2. - С.501-505.
94. Сыркин В.Г. Материалы будущего. О нитевидных кристаллах металлов,- М.: Наука, 1990, 192 с.
95. Антипов С.А., Седых Н.К. Изменение электросопротивления НК кремния в электростатическом поле // Релаксационные явления в твердых телах : Тез. докл. школы-семинара. Воронеж: ВПИ, 1993. - С.4.
96. Антипов С.А., Седых Н.К., Заславский Е.Л. Электропроводность кристаллов кремния при деформации в электрическом поле// Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Ш Межд. конф. Воронеж: ВГТУ, 1994,- С.63
97. Седых Н.К., Дрожжин А.И. Влияние слабых магнитных полей и упругих деформаций на электросопротивление монокристаллов кремния// Изв. РАН. Сер. физическая, 1997. Т.61. - № 2. - С.257-262.
98. Дрожжин А.И., Новокрещенова Е.П. Создание контактов методом ультразвуковой микросварки и исследование их свойств. Воронеж: ВПИ, 1983. - 21 с. Деп. в ВИНИТИ 31.08.83. № 4925-83.
99. Дрожжин А.И. Нитевидные кристаллы с аксиальным р-п переходом.- Воронеж, 1984. 127 с. Деп. в ВИНИТИ 7.05.84, № 2932-84.
100. Парфеньев А.Б., Дрожжин А.И. Ротационная ползучесть нитевидных кристаллов кремния в условиях протекания электрических токов// Изв. вузов. Черная металлургия, 1992. № 6. - С.99-101.
101. Барамзина Е.А., Батаронов И.Л., Долгачев A.A. Электропластическая деформация НК кремния в условиях воздействия импульсных токов // Изв. вузов. Черная металлургия, 1992. № 6. - С.101-103.
102. Никитенко В.И., Полянский A.A. Влияние дислокаций на электрические свойства кремния // В сб. «Материалы Всесоюзного совещания подефектам структуры в полупроводниках», ч. I. Новосибирск, 1969.-С.382-391.
103. Родес Р.Г. Несовершенства и активные центры в полупроводниках.-М., Металлургия, 1968.- 372 с.
104. Рейви К. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии. М.: Мир, 1984. -472 с.
105. Вишневский А.И., Руденко B.C., Платонов А.П. Силовые ионные и полупроводниковые приборы. М.: Высшая школа, 1975. - 344 с.
106. Дунаев А.И., Татаренков А.Ф., Бубнов Л.И., Федоров Ю.П. Исследование процессов зарождения и роста НК кремния // Физико-химия полупроводникового материаловедения.- Воронеж:ВГУ, 1978.- С.82-89.
107. Ю9.Дрожжин А.И., Антипов С.А., Ермаков А.П. Нитевидные кристаллы полупроводников.- Воронеж, 1987.-145 с. Деп. в ВИНИТИ № 7702- В87.
108. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Влияние импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения на структуру и свойства НК кремния // Изв. РАН. Сер.физ.1997. Т.61. №5. - С.1012-1018.
109. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов.- М.: Металлургия, 1974. 528 с.
110. Старовиков М.И., Дрожжин А.И., Антипов С.А., Беликов A.M. Исследование прямыми методами дислокационной структуры НК кремния на начальной стадии пластичности. Воронеж: ВПИ, 1983. - 40 с. Деп. в ВИНИТИ 16.06.83, № 3318-83.
111. Горелик С .С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. - 368 с.
112. Постников B.C. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1974.-351 с.
113. Головин С.А., Криштал М.А. Внутреннее трение и структура металлов. М.: Металлургия, 1976. - 376 с.
114. Никаноров С.П., Кардашев Б.К. Упругость и дислокационная неупругость кристаллов. М.: Металлургия, 1985. - 256 с.
115. Лебедев А.Б. Внутреннее трение при квазистатическом деформировании кристаллов// ФТТ, 1993. Т.35. - № 9. - С.2305- 2341.
116. Ермаков А.П., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И., Яценко С.Н. Деформация и стабильность свойств НК кремния в тепловых, упругих и электромагнитных полях // Изв. РАН. Сер. физ. 1997. Т.61. - №5.-С.906-912.
117. Ермаков А.П., Дрожжин А.И. Ползучесть НК германия при одноосном растяжении в условиях слабого электрического тока // Изв РАН. Сер. физ. 1995. Т.59. - № 10. - С.97-102.
118. Дрожжин А.И., Ермаков А.П. Особенности ползучести при одноосном растяжении НК Ge // Изв. вузов. Физика, 1996. № 6. - С.58-64.
119. Ермаков А.П., Яценко С.Н., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И. Релаксационные явления в предварительно деформированных кручением НК германия при воздействии термического и упругого полей // Изв. РАН. Сер. физ. 1997. Т.61. - № 2. - С.228-231.
120. Ермаков А.П., Яценко С.Н., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И. Релаксационные явления в предварительно деформированных кручением
121. НК германия при воздействии термического и упругого полей // Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. Междунар. семинара-Воронеж, 1995. С.37.
122. A.I.Drozhzhin, A.P.Ermakov, S.N.Yatsenko. Internal friction in defomied germanium whiskers at the annealing// ICIFUAS-12:Abstract Book.-Argentina, 1999
123. Антипов С.А., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И., Яценко С.Н. Модель вязкохрупкого разрушения нитевидных кристаллов кремния // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. Воронеж, 1999. - Вып. 1.5. - С.82-84.
124. Дрожжин А.И., Яценко С.Н., Ермаков А.П. Влияние импульсов тока и осевой нагрузки растяжения на структуру и свойства НК кремния //
125. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. IV Междунар. конф. Воронеж, 1996. - С.27.131 .Ван Бюрен. Дефекты в кристаллах. М.: Изд-во ин. лит., 1962. - 570 с.
126. Pearson G.L., Read W.T., Feldmann W.L. Deformation and fracture of small silicon crystall // Acta Met., 1957. V.5. - №4 - P.181-191.
127. Дрожжин А.И., Ермаков А.П. Начальная стадия пластической деформации в исходно бездислокационных НК полупроводников. Воронеж: ВПИ, 1986. - 17 с. Деп. в ВИНИТИ 27.03.86. № 2108 - В86.
128. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Микропластичность НК кремния при действии импульсов электрического тока и осевой нагрузки растяжения// Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. XX Междунар. конф. Воронеж, 1999. - С.91-92.
129. Беленов Г.Н., Дрожжин А.И., Яценко С.Н. Возбуждение миллиметровых изгибных волн и их визуализация// Релаксационные явления в твердых телах : Тез. докл. XX Междунар. конф. Воронеж, 1999. -С.156-157.
130. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Разрушение НК кремния п-импульсами электрического тока и осевой нагрузкой растяжения // Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. XX Междунар. конф. Воронеж, 1999. - С.292-293.
131. Постников B.C., Аммер С.А., Дрожжин А.И., Татаренков А.Ф. О высокотемпературной пластичности НК германия// Изв. вузов. Физика, 1973. №1.-С. 128-130.
132. Ермаков А.П., Яценко С.Н. Измеритель скорости потока на основе нитевидного кристалла // Изобретатели машиностроению, - 1999. -N4. - С.36.
133. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Датчики давления и температуры на основе НК // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Матер. X Междунар. науч.-техн. конф. Гурзуф, 1998. - Т.1. - С.258-260.
134. Дрожжин А.И., Ермаков А.П., Яценко С.Н. Датчик температуры с частотным выходом// Датчики и преобразователи информации, системизмерения, контроля и управления: Матер. XI Междунар. науч.-техн. конф,-Гурзуф, 1999. С.91-93.
135. Ермаков А.П., Ермакова О.Н., Яценко С.Н. Преобразователи на основе нитевидных кристаллов полупроводников // Датчики и преобразователи информации, систем измерения, контроля и управления: Матер.XI Междунар. науч.-техн. конф. Гурзуф, 1999. - С.93-94.
136. А.С. 1714337. Способ определения деформации и температуры/ Ермаков А.П, Дрожжин А.И, Батаронов И.Л, Антипов С.А. Б.И. № 7,1992.
