【国内论文】单晶β-Ga₂O₃的磨料加工诱导表面层损伤行为及形成机理：纳米压痕和纳米研磨的比较研究

        近期，由大连理工大学的研究团队在科学期刊《Materials Characterization》中发表了一篇名为Abrasive machining induced surface layer damage behavior and formation mechanism of monocrystalline β-Ga₂O₃: A comparative study of nanoindentation and nanogrinding（单晶β-Ga₂O₃的磨料加工诱导表面层损伤行为及形成机理：纳米压痕和纳米研磨的比较研究）的文章。

摘要

        近年来，β-氧化镓（β-Ga₂O₃）作为一种超宽禁带隙半导体材料引起了广泛关注。然而，其表层损伤行为和加工变形机制仍然知之甚少。本研究通过对单晶β-Ga₂O₃（-201）向的纳米压痕和纳米研磨进行了系统的比较研究。透射电子显微镜是主要的表征方法。结果显示，单晶β-Ga₂O₃的微观结构演变模式可分为四个阶段，即依次观察到堆积断层、孪晶、滑移带和解理裂纹。根据测试结果，建立了基于纳米压痕和纳米研磨的亚表面损伤图模型，两者都表现出随着压痕深度和研磨深度的增加而出现的上述演变规律。然而，也存在一些差异。在纳米研磨过程中，在地表附近发现了纳米晶和无定形层，这与高应变率的研磨条件以及单晶β-Ga₂O₃具有堆积断层能的独特材料性质有关。本研究的结果有助于更好地理解单晶β-Ga₂O₃在宏观和微观尺度上的变形特性，同时为实现控制超精密加工过程中的损伤提供了有价值的见解。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matchar.2023.113441