硅中塑性应变诱导的相变：相变压力的急剧降低、相变序列的改变与粒径效应
材料科学
2023-03-09 v1
摘要
硅作为最重要的电子材料，其众多相之间压力诱导的相变（PTs）已被研究数十年。塑性应变诱导的相变则并非如此。在此，我们原位揭示了多种出乎意料的塑性应变诱导相变现象。因此，对于 100 nm 硅，应变诱导的 Si-I 到 Si-II（以及 Si-I 到 Si-III）相变在 0.4 GPa（0.6 GPa）下启动，而静水压条件下为 16.2 GPa（，因其不发生）；对于 30 nm 硅，该值为 6.1 GPa 对 。所预测的晶粒尺寸对屈服强度及应变诱导相变最小压力的直接与反向 Hall-Petch 效应之间的理论关联，在 Si-II 的出现中得到证实。我们在常压下保留 Si-II 并实现逆向 Si-II 到 Si-I 相变，展示了操控不同合成路径的可能性。
引用
@article{arxiv.2303.04407,
title = {Plastic strain-induced phase transformations in silicon: drastic reduction of transformation pressures, change in transformation sequence, and particle size effect},
author = {Sorb Yesudhas and Valery I. Levitas and Feng Lin and K. K. Pandey and Jesse Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04407},
year = {2023}
}
备注
26 pages, 10 figures