La fractura y la rotura de cristales individuales, particularmente de obleas de silicio, son problemas de múltiples escalas: la punta de la grieta comienza a propagarse a escala atómica con la ruptura de enlaces químicos, forma frentes de grietas a través del cristal en la escala de micrómetros y termina macroscópicamente enoblea catastrófica destrozada
La rotura total de la oblea es un problema grave para la industria de los semiconductores no solo durante el manejo, sino también durante los tratamientos de temperatura, lo que lleva a un costo anual de millones de dólares en una línea de producción de dispositivos. Conocimiento de la dinámica relevante que rige la división perfecta a lo largo del {111}o {110} caras, y la desviación en caras indexadas más altas {hkl} de mayor energía, es escasa debido a la alta velocidad del proceso. Las técnicas de imagen se limitan comúnmente a representar solo el estado de una oblea antes de la grieta y enEl estado final.
Un grupo de investigadores demuestra, por primera vez, la propagación in situ de grietas a alta velocidad bajo estrés térmico, fotografiada simultáneamente en imágenes de transmisión directa y difracción de rayos X. Los científicos muestran cómo la punta de grieta en propagación y el campo de tensión relacionado puedense puede rastrear en las imágenes de contraste de fase y difractadas, respectivamente. Las películas con una resolución de tiempo de microsegundos por fotograma revelan que la tensión y la punta de la grieta no se propagan continuamente o a una velocidad constante. Los saltos en la posición de la punta de la grieta indican la fijación de la grietapunta durante aproximadamente 1-2 ms seguido de saltos más rápidos que 2-6 m s-1, lo que lleva a una velocidad promedio observada macroscópicamente de 0.028-0.055 m s-1. Los resultados también dan una prueba de concepto de que la radiografía descritaLa técnica es compatible con el estudio de grietas ultrarrápidas hasta la velocidad del sonido.
Rack et al. Comentan: "Estamos recién comenzando a estudiar la propagación ultrarrápida de grietas en materiales monocristalinos en tiempo real".
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Materiales proporcionado por Unión Internacional de Cristalografía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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