利用新型桨式悬臂梁测试结构测量纳米级薄膜金属的机械性能

本文提出了一种研究基底上纳米级薄金属膜机械行为的新方法。该测试结构设计在一种新型的“桨式”悬臂梁试样上，其尺寸从几百纳米到小于 10 纳米不等。该梁呈三角形，以提供均匀的平面应变分布。采用标准的洁净室工艺制备桨式样品。实验通过静电偏转作用于具有均匀分布应力的桨式悬臂梁，进而测量沉积在其顶部的薄金属膜材料。利用电容技术在偏转板的另一侧进行测量，以获取其相对于力的偏转量。测得的应变通过悬臂梁偏转的电容测量进行转换。系统在三种不同力作用下计算了薄膜的残余应力测量性能，这三种力包括薄膜产生的力、顺从力以及静电力。