[pt] Neste trabalho foi estudada a deformação mecânica em filmes de
GaN por nanoindentação. Um nanoindentador foi usado para induzir a
nucleação de defeitos mecânicos na superfície das amostras de forma
controlada. A morfologia das indentações e a microestrutura dos defeitos
foram estudados com o uso da microscopia de força atômica e
microscopia eletrônica de transmissão . Os resultados mostraram que nos
estágios iniciais de deformação, o processo de nanoindentação promove
o escorregamento em escala atômica de planos cristalinos que pode ser
revertido se a carga é removida. Se a carga for aumentada ainda mais, a
partir de uma tensão crítica, ocorre um grande evento pop-in com o
escorregamento dos planos 1101, 1122 e 0001 produzindo então
deformação plástica irreversível. A influência dos dopantes na deformação
mecânica foi estudada e os resultados mostraram que é mais difícil
produzir deformação mecânica em filmes de GaN dopado com Si e
dopado com Mg do que no filme não dopado. A autorrecuperação que
ocorre após a retirada da ponta foi estudada utilizando cristais de ZnO
com diferentes orientações. O mecanismo de ativação térmica dos loops
de discordância foi estudado através da observação da influência da
temperatura no processo de autorrecuperação parcial dos cristais.
Medidas de catodoluminescência foram usadas para identificar as
distribuições de tensão associadas à deformação plástica permanente
mostrando que esta induz regiões de tensão trativa ao longo das direções
a 1120 nos filmes de GaN dopado e não dopado. / [en] In this work, the mechanical deformation of GaN films was studied by
nanoindentation. A nanoindenter was used to induce the nucleation of
mechanical defects on the samples surfaces in a controlled manner. The
morphology of the indentations and the microstructure of the defects were
studied using atomic force microscopy and transmission electron
microscopy. The results showed that in the early stages of deformation,
the nanoindentation process promotes slip at the atomic scale of the
pyramidal planes of the crystal that can be reversed if the load is removed.
If load is further increased, locking of these atomic plains occur leading to
a hardened crystal region. It acts as an extension of the tip of the indenter
redistributing the applied stress. At a critical stress, a major pop-in event
occurs with the slip of the 1101, 1122 and 0001 plains leading then to
irreversible plastic deformation. The influence of doping on the mechanical
deformation has been studied and the results showed that it is more
difficult to produce mechanical deformation in GaN films doped with Si and
Mg doped than in undoped films. The self-recovery that occurs after
removal of the tip was investigated using ZnO crystals with different
orientations. The mechanism of thermal activation of dislocation loops was
studied by observing the influence of temperature on the self-recovery
process of the crystals. Cathodoluminescence measures were used to
identify the resulting stress distributions associated with permanent plastic
deformation showing that this induces tensile regions along the a 1120
directions in doped and undoped GaN films.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:25364 |
| Date | 30 October 2015 |
| Creators | PAULA GALVAO CALDAS |
| Contributors | RODRIGO PRIOLI MENEZES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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