$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
إعداد واختبار كما هو موضح أعلاه ينبغي أن يؤدي إلى عينة أن الكسور في قياسها، على غرار النحاس واحد الكريستال عينة (شك) عينة هو مبين في الشكل 6 أ . يجب أن يكون الفشل الميكانيكي مصحوبا بزيادة كبيرة في المقاومة، مؤكدا أن عينة شك معزولة كهربائيا بواسطة غسالات معزولة والإطار السيليكون المغلفة بأكسيد. وينبغي ملاحظة الاضطرابات الطائرة في العينة باستخدام وضع حقل مشرق تيم تركز بالقرب من محور المنطقة. من خلال زيادة الضغط تدريجيا حتى الوصول إلى الإجهاد تدفق (حالة التوازن ما بعد الغلة)، ينبغي أن تكون حركة التفكك مرئية ( الشكل 6 ب ). مع سلالة إضافية و / أو تطبيقها الحالي، ويمكن رصدها الاقتراحات التفكك المقابلة باستمرار.
الشكليظهر 7 صور تمثيلية خلال تجربة إيد على عينة شك 13 . بعد اجهاد العينة إلى حالة توازن ما بعد الغلة، تم تطبيق سلالة إضافية دون تطبيق أي تيار (انظر الشكل 7 ب 1 ). أدى هذا إلى حلقة خلع جديدة (أو ربما مزلق خلع الثاني)، كما هو مبين في السهم في الشكل 7 ب 2 . دون تعديل السلالة، ثم تم تطبيق كثافة الحالية من 500 A / مم 2 ولكن هذا لم ينتج حركة ملحوظة في أي خلع ( الشكل 7 ب 3 ). تمت إزالة التيار، وعقدت العينة ثابتة لمدة دقيقة واحدة، وتم زيادة سلالة مرة أخرى، مرة أخرى تنتج تغييرات ملحوظة على حلقة التفكك التي أشار إليها السهم في الشكل 7 ب 4 . توضح هذه النتيجة إمكانية هذا الإجراء لعزل الآثار الحرارية والكهربائية التي تنطوي على تشوه بمساعدة كهربائيا. وقد أجريت أيضا تجارب ذات كثافة عالية أعلى (تصل إلى 5 كيلو أمبير / مم 2 ) باستخدام هذه التقنية، مما أسفر عن نتائج مماثلة - أي حركة تفكك إضافية يمكن ملاحظتها في غياب سلالة إضافية. استخدام الكثافة الحالية أعلى يؤكد على قدرة هذه التقنية لإزالة الإجهاد الحراري الناجم عن التدفئة جول، التي تعقيد مجموعات البيانات إيد السابقة.
وبالنظر إلى صغر حجم المقياس عينة القياس، واختيار مواد ذات جودة عالية هي ذات أهمية قصوى. على سبيل المثال، العيوب المادية ميكروسكيل، على سبيل المثال ، الفراغات، بالقرب من قسم المقياس من شأنه أن يؤدي إلى فشل كارثي للعينة أثناء إعداد المواد ( الشكل 4 ز ). وهذا على وجه الخصوص مما يشكل تحديا لأنه من الصعب معرفة ما إذا كانت هناك عيوب مادية غير مرئية في قسم المقياس دون إجراء اختبار إضافي غير مدمر، مثل طبوغرافيا حيود الأشعة السينية.
وهناك تحد رئيسي آخر هو الأضرار السطحية المحتملة أثناء الليزر أو طحن الأيونات المركزة بما في ذلك غرس أيون غا، والاختلال الناجم عن شعاع الأيونات، وتشكيل هياكل غير متبلور من التدفئة التي يسببها الليزر. يمكن إزالة معظم التحف السطحية عن طريق الاستفادة من عملية طحن فيب لطيف (الخطوة 3.3). ومع ذلك استخدام هذه التقنيات ميكروفابريكاتيون لا يزال يتطلب دراسة متأنية لأن هذه العيوب السطحية يمكن أن يغير المجهرية من العينة ويؤثر بشكل كبير النتائج التجريبية إيد. في عملنا، استخدمنا صور عالية الدقة تيم وأنماط الحيود لتأكيد أن العينات لدينا كانت في الواقع البكر الكريستال واحد النحاس الشكل 6 ج .
كونتنت "فو: كيب-together.within-بادج =" 1 "> تجدر الإشارة إلى أنه يمكن حساب الارتفاع الأقصى لدرجة الحرارة في مركز المقياس باستخدام المعادلة التالية
13 :

أين

هو الكثافة الحالية،

هو طول المقياس المقياس،

هو المقاومة الكهربائية، و

هو الموصلية الحرارية. وتشير المعادلة إلى أن زيادة درجة الحرارة في المقياس المقاس حساس جدا

كما يرتبط ارتفاع درجة حرارة العينة القصوى مباشرة إلى مربع طول المقياس. على سبيل المثال، وزيادة طول المقياس المقياس بأمر من حجم، من 10 μ م (المستخدمة في هذه الدراسة) إلى 100 ميكرون، من شأنه أن يزيد من ارتفاع درجة الحرارة بمقدار أمرين من حيث الحجم. بدلا من ارتفاع درجة الحرارة من ~ 0.02 درجة مئوية، فإن درجة الحرارة قد زادت بنسبة ~ 2 درجة مئوية، والتي من المرجح أن يكون لها فرق كبير في هذه الدراسة. وبالإضافة إلى ذلك، يؤثر اختيار المواد أيضا ارتفاع درجة الحرارة. والنحاس المستخدم في هذه الدراسة منخفض نسبيا مقاوم للكهرباء وعوامل التوصيل الحراري العالية، ونتيجة لذلك، بالنسبة للكثافة الحالية معينة فإن ارتفاع درجة الحرارة المتوقعة في عينة النحاس سيكون أصغر بكثير بالمقارنة مع العينات المادية الأخرى. على سبيل المثال، البلاتين لديه مقاومة 6 مرات أكبر و 5 مرات الموصلية الأصغر
17 مقارنة بالنحاس، ونتيجة لذلك، من المتوقع ارتفاع درجة الحرارة أكبر بكثير (حوالي 30 مرة) لحالة البلاتين عندما يكون طول المقياس والكثافة الحالية المعطاة هي نفسه.
p_upload / 55735 / 55735fig1.jpg "/>
الشكل 1: نظام الاختبار الكهروميكانيكية القائم على ميكروديفيس (ميمتس). هذه الصورة هي التخطيطي ثلاثي الأبعاد (3D) تظهر المكونات الهامة وكيف تناسب العينات في حامل تيم. فقط الأسلاك التي تربط العينة إلى دبابيس على حامل تيم لا تظهر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: عملية تصنيع الإطار السيليكون. رقاقة سي العارية ( أ ) تدور المغلفة مع مقاومة للضوء ( ب )، والتي يتم بعد ذلك منقوشة باستخدام ضوئيه. يتم تطوير مقاومة للضوء يتعرض بعيدا لفضح الكامنة رقاقة سي ( ج ). الرقاقة هي المستعبدين مؤقتا لرقاقة دعم سمكا ورد الفعليستخدم النقش الأيوني (ري) للحفر من خلال رقاقة الرقاقة ( d - e ). يستخدم الأسيتون لإزالة مقاومة للضوء وفصل رقاقة الدعم ( و ). ثم تودع طبقة أكسيد السيليكون على كل سطح الرقاقة المحفورة ( g ). وأخيرا، يتم فصل الإطارات الفردية من الرقاقة عن طريق سحبها بعناية خالية من علامات التبويب دعم ( ح ). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تصنيع العينات المعدنية. صور بصرية من ( أ ) مجموعة من العينات النحاس ( ب ) عينة فردية، و ( ج ) التكبير في عرض لقسم المقياس. تظهر خطوات عملية التصنيع في ( d b ). كلا الجانبين من رقيقة رقيقة مغلفة مع مقاومة للضوء لحماية العينة خلال القطع بالليزر ( d ، أعلى). الهياكل هي ليزر تشكيله ( د ، الثانية) ومن ثم محفورا لإنتاج حواف ناعمة ( د ، الثالث). ويمكن إنتاج العديد من العينات من تشغيل تلفيق واحد كما هو مبين في ( أ ). وأخيرا، يتم تجريد مقاومة للضوء ويتم إزالة العينات الفردية بلطف من ورقة عينة ( د ، أسفل). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: تركز شعاع أيون شعاع (فيب) الصور. تظهر الصورة ( أ ) العينة المرفقة بإطار سي وطريقة عرض مقربة(أقحم) من دعم العينة بعد أن قطع الليزر. وتبين الصور ( ب ) - ( ه ) أن المقياس يصبح أرق تدريجيا خلال تصاريح فيب المتعاقبة. كل تمرير يزيل أقل المواد لتحسين الانتهاء من السطح وتقليل المواد الملكية التغييرات بسبب عملية الطحن. ومع ذلك، فمن الممكن أن تبقى عيوب قسم المقياس ( و )، والتي يمكن أن تؤدي إلى فشل مادي حتى قبل تطبيق أي سلالة ( ز ). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: العينة التي شنت في حامل تيم. ( أ ) و ( ب ) عرض عينة مجمعة في حامل تيم والبعد النهائي لقسم المقياس مع الأسطح الملساء باستخدام جينتل طحن فيب. وبمجرد أن العينة المستعبدين إلى إطار سي والأسلاك الفضية تعلق باستخدام الايبوكسي موصل ( ج )، يتم استخدام اثنين من الثقوب الدائرية في إطار سي لتركيب العينة في حامل تيم. وتستخدم غسالات غير موصل لعزل العينة من حامل تيم. وأخيرا، يتم ربط الأسلاك الفضية إلى دبابيس حامل تيم باستخدام الايبوكسي موصل. تعديل 13 ، بإذن من إيب النشر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: ممثل واحد الكريستال والنحاس (سك) عينة. ( أ ) يظهر المقياس المقياس (الموقع A من الشكل 1 ) التي اتخذت بعد فشل المقياس المقياس. ( ب ج ) يبين نمط الانعراج في المقياس المقياس. تعديل 13 ، بإذن من إيب النشر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: في الموقع إيد الصور التجريبية التجريبية. هذه الصور تكشف آثار التحميل الميكانيكية والكهربائية على حركة التفكك. ( b1 ) - ( b4 ) عرض التكبير / التصغير للمنطقة ( b ) في ( a ). ( b1 ) العينة في حالة توازن ما بعد الغلة. ( b2 ) يحدد تشكيل حلقة التفكك الناتجة عن إجهاد إضافي خارج الدولة المبينة في ( ب 3 ). مرة واحدة تم زيادة سلالة مرة أخرى، لوحظت المزيد من التغييرات خلع مرة أخرى ( b4 ). أعيد طباعته 13 ، بإذن من إيب النشر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.