砷化镓晶体力学特性的各向异性计算

O733; 砷化镓因其良好的光电特性被广泛应用于电子与半导体领域,为推动砷化镓解理加工技术,对砷化镓材料力学特性的各向异性进行计算并分析.本研究对砷化镓各个晶面之间的夹角、面间距、原子的密度等结构参数进行计算,基于广义胡克定律结合压痕实验,分析砷化镓材料表层弹性模量、泊松比、剪切模量、硬度、断裂韧性等力学特性在{100}晶面沿不同晶向力学性能的变化规律.结果表明:砷化镓不同晶面间结构参数的不同是导致砷化镓力学特性呈现各向异性的主要原因;砷化镓在{100}晶面上弹性模量、泊松比、剪切模量的各向异性均呈现出周期性变化,且{100}晶面的剪切模量为恒值59.4 GPa;砷化镓{100}晶面硬度的各向异性变化幅度较小,断裂韧性变化幅度较大,最小值为0.304 MPa·m1/2,位于 晶向,确定 晶向是裂纹最容易扩展的晶向.