Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2000)
Caracterización de la adhesión en películas delgadas mediante nanoindentación
Abstract
Cross sectional nanoindentation (CSN) is a technique recently developed to study thin film interface decohesion in a microscopic scale. Controlled interfacial microcracks are induced at the interfaces of interest by indenting in a cross section of a multilayer thin film structure. The correlation between the observed cracking phenomena and the corresponding load vs. indenter tip displacement curves is discussed. An additional benefit of the CSN technique is the low scatter of results obtained for the mean interfacial crack lengths produced by identical tests. The observation of the interfacial crack front by scanning electron microscopy shows clear differences between the interfacial fracture micro-mechanisms present in samples with good and bad adhesion behaviour.<br><br>Este trabajo presenta una nueva técnica de nanoindentación en sección transversal desarrollada para el estudio a escala microscópica de los fenómenos de descohesión en intercaras de películas delgadas. El ensayo consiste en generar grietas en las intercaras de interés a partir de una indentación realizada sobre la sección transversal de una estructura multicapa de películas delgadas. La técnica se aplicó a dos muestras con tres películas delgadas (SiO2/Al-Cu/SiO2) depositadas sobre una oblea de silicio monocristalino que presentaban buena y mala adhesión. Se discute la correlación entre el agrietamiento observado y las correspondientes curvas carga aplicada frente a desplazamiento de la punta del indentador registradas durante el ensayo. Una ventaja de esta técnica es la baja dispersión de la longitud de las grietas obtenida en ensayos realizados en idénticas condiciones. Finalmente, la observación mediante MEB del frente de la grieta interfacial muestra claras diferencias en los micromecanismos de fractura presentes entre las muestras con mala y buena adhesión.
