有限元结合纳米压痕法确定ZnO薄膜的压电系数

作     者：刘伟 吴远志 叶拓 邓彬 郑学军 LIU Wei;WU Yuanzhi;YE Tuo;DENG Bin;ZHENG Xuejun

作者机构：湖南工学院汽车泵类零部件设计制造技术国家地方联合工程实验室湖南衡阳421002 湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51501061) 教育部创新团队滚动资助项目(IRT-14R48) 湖南省教育厅科学研究资助项目(17C0436) 湖南工学院科学研究资助项目(2017HY013) 

出 版 物：《材料科学与工程学报》 (Journal of Materials Science and Engineering)

年 卷 期：2021年第39卷第1期

页      码：96-100页

摘      要：为准确表征横观各向同性ZnO薄膜材料的压电性能,以沉积在硅基底上的ZnO薄膜为研究对象,结合有限元法和纳米压痕法确定了ZnO薄膜的压电系数。正向分析,用ABAQUS软件的压电模块模拟了纳米压痕实验,分别确定了薄膜压电系数与最大加载力、加载曲线指数之间的无量纲方程。反向分析,对ZnO薄膜/硅基底体系进行纳米压痕实验,将实验最大加载力和加载曲线指数代入无量纲方程,确定ZnO薄膜的压电系数为e15=-0.40C/m2,e31=-0.43C/m2和e33=1.20C/m2。本结论对ZnO薄膜的实际应用具有一定的指导意义。

主 题 词：ZnO薄膜 压电系数 横观各项同性 有限元法 纳米压痕 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2021.01.016

馆 藏 号：203102177...