通过表面纹理形貌分析探索 CuAg 合金的润湿与光学性质
材料科学
2026-02-16 v1
摘要
铜银(CuAg)合金因其独特的高电导率和高热导率，以及增强的机械强度，日益被用于高性能电气和电子系统。然而，如何这些合金的表面特征从根本上影响其性质，仍然缺乏系统的了解。本文通过磁撒法在带纹理硅基板上制备的 Cu、Ag 和 CuAg 薄膜中，探讨了表面纹理形貌、层组成、润湿性和光学性质之间的复杂相互作用。采用数据挖掘和机器学习技术，我们在所有层类型中识别出了接触角与表面分形维数之间的稳健相关性，促进了 Cassie-Baxter 表面态的形成。我们的分析发现，层厚度与表面拓扑熵缺失值之间存在显著关联，表明金属膜生长过程中表面有序/无序的动态演化。此外，我们观察到接触角对层厚度的敏感性暗示了其与晶体结构演化的相关性。通过 K 均值聚类，我们成功地对形成的表面纹理形貌进行了分类。最后，我们开发了一个基于随机森林回归模型的预测模型，可仅使用纹理和光学参数准确预测水接触角（平均绝对误差约 5 度）。该模型及其伴随的 Python 代码已公开。我们的发现为针对特定材料性能进行精准的表面纹理形貌工程奠定了路径。
引用
@article{arxiv.2602.12848,
title = {Exploring Wetting and Optical Properties of CuAg Alloys via Surface Texture Morphology Analysis},
author = {Krzysztof Wieczerzak and Grzegorz Cios and Piotr Bała and Johann Michler and Benedykt R. Jany},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.12848},
year = {2026}
}