聚合物薄膜中内应力、电应力与表面扩散的相互作用

我们研究了弹性聚合物薄膜的两种失稳机制，并将其置于一个通用框架中：第一种是由面内应力引起的不稳定性，第二种是由垂直于薄膜自由表面的外加电场引起的不稳定性。正如最近所表明的，聚合物薄膜通常因非平衡制备过程（例如旋涂）而存在应力。通过固体中已知的 Asaro-Tiller-Grinfeld 机制，系统可以通过聚合物表面扩散使其表面起伏，从而降低能量并释放应力。另一方面，电场的应用在实验中被广泛用于薄膜结构化：当电 Maxwell 表面应力超过表面张力和弹性恢复力时，系统会以由薄膜厚度决定的波长发生起伏。我们发展了一个同时考虑这两种机制的理论，并讨论了它们的相互作用以及基底和自由表面边界条件的影响。