伴随微纳电子器件和MEMS系统急剧小型化,尺度效应和表界面能量约束行为交互作用将共同控制材料的微观结构和各种理化、机械性能。本项目结合理论模拟分析和实验表征方法,研究了超薄超细超小金属材料可能存在的晶体结构和力学性能变异。针对小尺度材料热力学特性的量化表征,提出了分区域理论分析方法,以Pt二十四面体为例的研究表明表面区域和体内区域在结构稳定性方面存在着非常大的差异;发现表面/界面能量可驱使超细多层纳米线发生自发重新取向和赝弹性,而对于双金属核-壳纳米线存在非对称的结构转变行为;发现了应力场/热场诱导低维材料的自组织生长并阐明了相应的热力学驱动机制;揭示了金属超薄多层膜的力/电学特性异常行为及其与微结构之间的关联性,为微纳电子器件的合理设计奠定了材料学基础。
英文主题词variability of materials; siz effect; energy constraint