ВходРегистрация
Например: Перечень ВАК
О консорциуме Подписка Контакты
(812) 409 53 64 Некоммерческое партнерство
Санкт-Петербургский
университетский
консорциум

Статьи

Университетский научный журнал №48 (филологические и исторические науки, археология и искусствоведение), 2019

Моделирование методом молекулярной динамики процесса наноиндентации поверхности кристаллического GaAs

Н. Д. Прасолов, М. Ю. Кравченко, Л. М. Дорогин, Х. К. Липсанен, А. А. Гуткин, П. Н. Брунков
Цена: 50 руб.
 В этой статье мы представили результаты моделирования методом
молекулярной динамики процесса наноиндентации твердым сферическим
индентором слоя GaAs с идеальной кристаллической структурой без
учета сил адгезии между ними. Полученное значение для силы индентирования как функции глубины индентирования сравнивалось с проблемой
Герца, откуда был извлечен модуль упругости для GaAs. Кроме того,
были представлены различные подходы к вычислению площади контакта
между твердым сферическим индентором и поверхностью слоя GaAs:
прямым измерением контактной области в молекулярной динамике, через
модель Герца и через площадь сферического сегмента. Было проведено
обсуждение для интерпретации результатов.

Ключевые слова: молекулярная динамика, наноиндентация, контактная
механика, задача Герца, контактная площадь.
REFERENCES
1. Binnig, G., Quate, C.F., & Gerber, Ch. Atomic force microscope. Physical
Review Letters.
1986, Vol. 56, no. 9, pp. 930–933. doi:10.1103/PhysRevLett.56.930
2. Garcia, R., Knoll, A.W., & Riedo, E. Advanced scanning probe lithography. Nature Nanotechnology. 2014, Vol. 9, no. 8, pp. 577–587. doi:10.1038/
nnano.2014.157
3. Robinson, A., & Lawson, R. Materials and Processes for Next Generation
Lithography: Volume 11. Netherlands: Elsevier, 2016, 634 pp.
4. Tiwari, A., & Natarajan, S. Applied Nanoindentation in Advanced Materials.
UK: John Wiley & Sons Ltd., 2017, 680 pp. doi:10.1002/9781119084501
5. Poon, B., Rittel, D., & Ravichandran, G. An analysis of nanoindentation in
linearly elastic solids. International Journal of Solids and Structures. 2008, Vol. 45,
no. 24, pp. 6018–6033. doi:10.1016/j.ijsolstr.2008.07.021
6. Jacobs, T.D., & Martini, A. Measuring and understanding contact area
at the nanoscale: a review. Applied Mechanics Reviews. 2017, Vol. 69, no. 6.
doi:10.1115/1.4038130
7. Ruestes, C.J., Alhafez, A.A., & Urbassek, H.M. Atomistic studies of nanoindentation – a review of recent advances. Crystals. 2017, Vol. 7, no. 10. doi:10.3390/
cryst7100293
8. Brunkov, P.N., Goncharov, V.V., Rudinsky, M.E., Gutkin, A.A., Gordeev, N.Yu., Lantratov, V.M., Kalyuzhnyy, N.A., Mintairov, S.A., Sokolov, R.V.,
& Konnikov, S.G. Local triboelectrification of an n-GaAs surface using the tip of
an atomic-force microscope. Semiconductors. 2013, Vol. 47, no. 9, pp. 1170–1173.
doi:10.1134/S1063782613090054
9. Baklanov, A.V., Gutkin, A.A., Kalyuzhnyy, N.A., & Brunkov, P.N. Effect of
the interaction conditions of the probe of an atomic-force microscope with the n-GaAs
surface on the triboelectrization phenomenon. Semiconductors. 2015, Vol. 49, no. 8,
pp. 1057–1061. doi:10.1134/S1063782615080060
10. Plimpton, S. Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics.
Journal of Computational Physics. 1995, Vol. 117, no. 1, pp. 1–19. doi:10.1006/
jcph.1995.1039
11. Grierson, D.S., Flater, E.E., & Carpick, R.W. Accounting for the JKR–
DMT transition in adhesion and friction measurements with atomic force microscopy.
Journal of Adhesion Science and Technology. 2005, Vol. 19, no. 3–5, pp. 291–311.
doi:10.1163/1568561054352685
12. Johnson, K.L. Contact mechanics. UK: Cambridge University Press, 1985,
452 pp. doi:10.1017/CBO9781139171731
13. Murdick, D.A., Zhou, X.W., Wadley, H.N.G., Nguyen-Manh, D., Drautz, R.,
& Pettifor, D.G. Analytic bond-order potential for the gallium arsenide system. Physical
Review B. 2006, Vol. 73, no. 4. doi:10.1103/PhysRevB.73.045206
14. Gibbs, J.W. Elementary principles in statistical mechanics. USA, New York:
Charles Scribner’s Sons., 1902, 207 pp.
15. Stukowski, A. Visualization and analysis of atomistic simulation data with
OVITO – the open visualization tool. Modelling and Simulation in Materials Science
and Engineering. 2010, Vol. 18, no. 1. doi:10.1088/0965-0393/18/1/015012
16. Kelchner C.L., Plimpton S.J., & Hamilton, J.C. Dislocation nucleation and
defect structure during surface indentation. Physical Review B. 1998, Vol. 58, no. 17.
doi:10.1103/PhysRevB.58.11085
17. Sadat, M.R., Bringuier, S., Muralidharan, K., Frantziskonis, G., &
Zhang, L. Atomic-scale dynamics and mechanical response of geopolymer binder
under nanoindentation. Computational Materials Science. 2018, Vol. 142, pp. 227–236.
doi:10.1016/j.commatsci.2017.10.026
18. Dargys, A., & Kundrotas, J. Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs
and InP. Lithuania: Science and Encyclopedia Publishers, 1994.
19. Ugural, A.C., & Fenster, S.K. Advanced strength and applied elasticity. USA:
Prentice Hall, 2003, 560 pp.
Цена: 50 рублей
Заказать
• Этические принципы научных публикаций