Выявление скрытых дефектов алюминиевых подложек для сенсорных устройств после термомеханической обработки с помощью сканирующего зонда Кельвина
https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-1-47-54
Аннотация
Объектом исследования являлись алюминиевые подложки для создания сенсорных устройств на основе анодного оксида алюминия; прошедшие механическую обработку в виде утонения; рихтовки и химической очистки поверхности. Предмет исследования – выявление остаточных механических напряжений; внутренних и поверхностных дефектов для оценки качества данной обработки методом сканирующего зонда Кельвина. Показано; что данный метод позволяет эффективно выявлять остаточные пластические деформации алюминиевых подложек; являющиеся следствием их термомеханической обработки; с разрешением; достаточным для выявления механических напряжений; связанных с отдельными шероховатостями.
Ключевые слова
Об авторах
А. Л. Жарин
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
пр-т Независимости; 65; г. Минск 220013
И. В. Гасенкова
ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»
Беларусь
Беларусь
пр-т Независимости; 68-1; г. Минск 220012
А. К. Тявловский
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
Адрес для переписки:
Тявловский А. К. –
Белорусский национальный технический университет,
пр-т Независимости, 65,
г. Минск 220013, Беларусь
e-mail: tyavlovsky@bntu.by
Н. И. Мухуров
ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»
Беларусь
Беларусь
пр-т Независимости; 68-1; г. Минск 220012
С. И. Спицкий
ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»
Беларусь
Беларусь
пр-т Независимости; 68-1; г. Минск 220012
Список литературы
1. Losic D; Voelcker NH. Nanoporous anodic aluminium oxide: Advances in surface engineering and emerging applications. Progress in Materials Science. 2013;58(5):636-704. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2013.01.002
2. Santos A; Kumeria T; Losic D. Nanoporous Anodic Aluminum Oxide for Chemical Sensing and Biosensors. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2013;44:2538. DOI: 10.1016/j.trac.2012.11.007
3. Feng S; Ji W. Advanced Nanoporous Anodic Alumina-Based Optical Sensors for Biomedical Applications. Frontiers in Nanotechnology. 2021;3:678275-18. DOI: 10.3389/fnano.2021
4. Liu S; Tian J; Zhang W. Fabrication and application of nanoporous anodic aluminum oxide: A review // Nanotechnology. 2021;32(22):222001-20. DOI: 10.1088/1361-6528/abe25f
5. Ku C.-A. [et al.] Advances in the Fabrication of Nanoporous Anodic Aluminum Oxide and Its Applications to Sensors: A Review. Nanomaterials. 2023;13(21):(42): 2853-2895. DOI: 10.3390/nano13212853
6. Gasenkova IV; Mukhurov NI; Zhvavyi SP; Kolesnik EE. Optical characteristics of Cr2O3/Al2O3 composite structure. High Temperature Material Processes. 2021;25(3):1-10.
7. Gasenkova IV; Mukhurov NI; Andruhovich IM. Parameters of anodic aluminum oxide determined from Fabry-Perot oscillations in specular reflectance spectra. BSUIR Reports. 2024;22(6):14-20. DOI: 10.35596/1729-7648-2024-22-6-14-20. (In Russ.)
8. Dlugunovich VA. [et al.]. Conversion of light polarization using nanoporous aluminum oxide films. Journal of Applied Spectroscopy. 2015;82(5):766-772. (In Russ.).
9. Yasin Mahsin Vahioh [et al.]. Threshold detectors of ionizing and ultraviolet radiation based on nanostructured substrates made of anodic aluminum oxide. Edited by N.I. Mukhurov. Minsk: Bestprint. 2016:178 p.
10. Melitz W. [et al.]. Kelvin probe force microscopy and its application. Surf. Sci. Rep. 2011;66:1-27.
11. Hui X. [et al.]. Multiparametric Kelvin Probe Force Microscopy for the Simultaneous Mapping of Surface Potential and Nanomechanical Properties. Langmuir. 2017;33(11):2725-2733. DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b04572
12. Findlay A. [et al.]. Non-Visual Defect Monitoring with Surface Voltage Mapping. ECS Journal of Solid State Science and Technology. 2015;5(4):3087-P3095. DOI: 10.1149/2.0161604jss
13. Ibragimov HI; Korolkov VA. Electron work function in physical and chemical research. Moscow: Intermet Engineering; 2002;526 p. (In Russ.).
14. Hua G; Li D. Generic relation between the electron work function and Young's modulus of metals. Applied Physics Letters. 2011;99:041907-3. DOI: 10.1063/1.3614475
15. Hua G; Li D. The correlation between the electron work function and yield strength of metals. Phys. Status Solidi B. 2012;249(8):1517-1520. DOI: 10.1002/pssb.201248051
16. Lu H; Hua G; Li D. Dependence of the mechanical behavior of alloys on their electron work function – An alternative parameter for materials design. Applied Physics Letters. 2013;103(26):261902-4. DOI: 10.1063/1.4852675
17. Liew Y. [et al.]. In Situ Time-Lapse SKPFM Investigation of Sensitized AA5083 Aluminum Alloy to Understand Localized Corrosion. J. Electrochem. Soc. 2020;167:141502–11. DOI: 10.1149/1945-7111/abc30d
18. Zerweck U. [et al.]. Accuracy and resolution limits of Kelvin probe force microscopy. Phys. Rev. B. 2005;71:125424. DOI: 10.1103/PhysRevB.71.125424
19. Tyavlovsky KL. [et al.]. Surface electric potential measurement with a static probe. Devices and Metods of Measurement. 2023;14(2):135-144. (In Russ.). DOI: 10.21122/2220-9506-2023-14-2-135-144
Рецензия
Для цитирования:
Жарин А.Л., Гасенкова И.В., Тявловский А.К., Мухуров Н.И., Спицкий С.И. Выявление скрытых дефектов алюминиевых подложек для сенсорных устройств после термомеханической обработки с помощью сканирующего зонда Кельвина. Приборы и методы измерений. 2025;16(1):47-54. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-1-47-54
For citation:
Zharin A.L., Gasenkova I.V., Tyavlovsky A.K., Mukhurov N.I., Spitski S.I. Detection of Hidden Defects Induced by Thermomechanical Processing of Aluminum Substrates for Sensor Devices Using a Scanning Kelvin Probe. Devices and Methods of Measurements. 2025;16(1):47-54. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-1-47-54
Просмотров:
254
Послать статью по эл. почте 