| 摘要 | 第12-14页 |
| Abstract | 第14-16页 |
| 第一章 绪论 | 第17-34页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 硅晶体的力学特性 | 第18-24页 |
| 1.2.1 硅晶体的结构 | 第18页 |
| 1.2.2 硅晶体的刚度 | 第18-19页 |
| 1.2.3 硅晶体的断裂韧性和断裂强度 | 第19-20页 |
| 1.2.4 硅晶体的脆性和塑性 | 第20-21页 |
| 1.2.5 硅晶体的疲劳 | 第21-24页 |
| 1.3 硅基微纳结构的可靠性 | 第24-30页 |
| 1.3.1 振动冲击断裂 | 第24-25页 |
| 1.3.2 粘附 | 第25页 |
| 1.3.3 疲劳 | 第25-26页 |
| 1.3.4 摩擦和磨损 | 第26页 |
| 1.3.5 分层 | 第26-27页 |
| 1.3.6 环境因素引起的可靠性问题 | 第27页 |
| 1.3.7 硅微纳结构可靠性研究现状的评析 | 第27-30页 |
| 1.4 研究思路和内容安排 | 第30-34页 |
| 1.4.1 问题分析 | 第30页 |
| 1.4.2 研究目标和思路 | 第30-32页 |
| 1.4.3 内容安排 | 第32-34页 |
| 第二章 纯硅体系和硅磷二元系的2NN MEAM势函数优化 | 第34-79页 |
| 2.1 分子动力学简介 | 第34-41页 |
| 2.1.1 基本原理 | 第34页 |
| 2.1.2 力场 | 第34-38页 |
| 2.1.3 分子动力学中运动方程的解法 | 第38-39页 |
| 2.1.4 模拟设置 | 第39-40页 |
| 2.1.5 后处理 | 第40-41页 |
| 2.2 密度泛函理论和应用简介 | 第41-43页 |
| 2.2.1 基本理论 | 第41-42页 |
| 2.2.2 应用 | 第42-43页 |
| 2.3 纯硅体系的2NN MEAM势函数优化 | 第43-62页 |
| 2.3.1 遗传算法简介及其在势函数参数组优化中的应用 | 第43-45页 |
| 2.3.2 物性参数计算 | 第45-61页 |
| 2.3.3 对纯硅体系的新MEAM势函数的评价 | 第61-62页 |
| 2.4 硅磷二元系2NN MEAM势函数的优化 | 第62-78页 |
| 2.4.1 方法简述 | 第63-64页 |
| 2.4.2 磷和硅磷二元系的2NN MEAM势参数 | 第64-66页 |
| 2.4.3 纯磷体系的物理性质计算 | 第66-71页 |
| 2.4.4 硅磷二元系物性参数计算及2NN MEAM势的适用性验证 | 第71-78页 |
| 2.5 本章小结 | 第78-79页 |
| 第三章 杂质磷对单晶硅和无定形硅机械特性的影响 | 第79-91页 |
| 3.1 引言 | 第79-80页 |
| 3.2 杂质磷对体硅拉伸特性的影响 | 第80-84页 |
| 3.2.1 模型构造和模拟条件设置 | 第80页 |
| 3.2.2 结果与讨论 | 第80-83页 |
| 3.2.3 局部高浓度对体硅拉伸特性的影响 | 第83-84页 |
| 3.3 杂质磷对预制裂纹硅薄膜拉伸特性的影响 | 第84-87页 |
| 3.3.1 模型构造和模拟条件设置 | 第84-85页 |
| 3.3.2 结果和讨论 | 第85-87页 |
| 3.4 杂质磷对无定形硅拉伸特性的影响 | 第87-90页 |
| 3.4.1 模型构造 | 第87-88页 |
| 3.4.2 结果和讨论 | 第88-90页 |
| 3.5 本章小结 | 第90-91页 |
| 第四章 杂质磷对硅纳米线机械特性的影响 | 第91-102页 |
| 4.1 引言 | 第91-92页 |
| 4.2 计算方法 | 第92-94页 |
| 4.2.1 模型构造 | 第92-93页 |
| 4.2.2 模拟设置 | 第93-94页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第94-101页 |
| 4.3.1 杂质磷对完整硅纳米线强度的影响 | 第94-96页 |
| 4.3.2 杂质磷对含表面缺陷硅纳米线强度的影响 | 第96-99页 |
| 4.3.3 杂质磷对小直径硅纳米线失效模式的影响 | 第99-101页 |
| 4.4 总结 | 第101-102页 |
| 第五章 本征缺陷和杂质磷对硅中60°全位错运动的影响 | 第102-120页 |
| 5.1 引言 | 第102-103页 |
| 5.2 60°位错建模和模拟设置 | 第103-106页 |
| 5.2.1 60°全位错简介 | 第103-104页 |
| 5.2.2 拖动面60°位错的偶极子模型 | 第104-105页 |
| 5.2.3 模拟设置 | 第105-106页 |
| 5.3 本征缺陷对拖动面60°位错运动特性的影响 | 第106-113页 |
| 5.3.1 空位缺陷 | 第106页 |
| 5.3.2 自间隙原子 | 第106-110页 |
| 5.3.3 孪晶和层错 | 第110-112页 |
| 5.3.4 复杂应力 | 第112-113页 |
| 5.4 杂质磷对60°位错运动的影响 | 第113-117页 |
| 5.4.1 替位磷原子 | 第113-114页 |
| 5.4.2 间隙磷原子 | 第114-115页 |
| 5.4.3 PV节 | 第115-117页 |
| 5.5 硅晶体在常温环境中的疲劳机理 | 第117-118页 |
| 5.6 本章小结 | 第118-120页 |
| 第六章 实验验证 | 第120-128页 |
| 6.1 杂质磷对硅微梁机械性能的影响 | 第120-125页 |
| 6.1.1 试件结构设计和制作 | 第120-121页 |
| 6.1.2 片外弯曲测试装置 | 第121-122页 |
| 6.1.3 弯曲强度 | 第122-123页 |
| 6.1.4 弯曲疲劳 | 第123-124页 |
| 6.1.5 分析 | 第124-125页 |
| 6.2 杂质磷对无定形硅机械性能的影响 | 第125-127页 |
| 6.2.1 掺磷无定形硅薄膜的制备 | 第125-126页 |
| 6.2.2 纳米压痕测试 | 第126-127页 |
| 6.3 本章小结 | 第127-128页 |
| 第七章 结论与展望 | 第128-132页 |
| 7.1 研究结论 | 第128-130页 |
| 7.2 研究展望 | 第130-132页 |
| 7.2.1 本文的不足 | 第130-131页 |
| 7.2.2 后续研究点 | 第131-132页 |
| 附录 | 第132-138页 |
| 致谢 | 第138-140页 |
| 参考文献 | 第140-157页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第157-158页 |
