Проведение научных исследований молодыми учеными. Физическая мезомеханика наноструктурных тонких пленок.

Исследован на мезомасштабном уровне характер пластического течения и разрушения тонких пленок Cu, Ag, Ti и Pd при термическом отжиге и одноосном растяжении. В результате проведенных исследований получены следующие результаты.
• Проведена комплексная аттестация морфологии поверхности, структуры и механических свойств нанокристаллических пленок.
• Изучена деградация тонких пленок при повышенных температурах в вакууме и комнатной атмосфере.
• Исследованы механизмы пластической деформации и разрушения металлических пленок Ti и Cu на полипропиленовых подложках при одноосном растяжении.

В результате выполнения государственного контракта исследован на мезомасштабном уровне характер пластического течения и разрушения тонких пленок (Cu, Ag, Ti, Pd и Au) при термическом отжиге, одноосном растяжении и знакопеременном изгибе. В результате проведенных исследований получены следующие результаты.
• Проведена комплексная аттестация морфологии поверхности, структуры и механических свойств нанокристаллических пленок на кремниевой, металлической и полипропиленовой подложках.
• Изучена деградация тонких пленок при повышенных температурах в вакууме и комнатной атмосфере. Показано, что на интерфейсе “ тонкая пленка - подложка” возникает “шахматный” характер распределения напряженно-деформированного состояния. Он определяет специфические механизмы деформации тонких пленок на мезомасштабном уровне при различных внешних воздействиях. Массоперенос по поверхности является ключевым механизмом деформации тонких пленок при термическом воздействии.
• Исследованы механизмы пластической деформации и разрушения металлических пленок при одноосном растяжении и знакопеременном изгибе. Обнаружен и подробно исследован новый механизм деформации на мезомасштабном уровне в наноструктурированных тонких пленках – развитие локализованного пластического течения в виде двойных спиралей. В его основе лежит мезомеханика многоуровневого взаимодействия в системе “тонкая пленка – ее интерфейс с подложкой”, имеющий “шахматное” распределение напряженно – деформированного состояния.
• Выяснено влияние толщины, размера зерна и внутренней микроструктуры тонких металлических пленок на их механическое поведение при различных внешних воздействиях (наноиндентирование, термический отжиг, растяжение).
• Проведена интерпретация полученных экспериментальных данных на основе представлений физической мезомеханики. Разработана многоуровневая модель пластического течения тонких пленок на подложках при механическом нагружении.
• Показано, что шероховатость поверхностей тонких пленок демонстрирует скейлинговое поведение, что позволяет описывать их как самоаффинные фракталы. Разработан метод аттестации шероховатости поверхностей тонких пленок, основанный на вычислении фрактальной размерности изображений, получаемых с помощью сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии.
• Разработаны критерии диагностики предразрушения тонкопленочных наноструктурных материалов, а также разработаны рекомендации по увеличению надежности тонкопленочных структур.