Simulation of the Effect of Lattice Defects on the Work of Separating Joined Materials

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In order to study the strength reliability of interconnections, a generalized model for quantifying the effect of nonequilibrium point crystal defects on the value of the work of the reversible separation of joined materials along the boundary (interface) of their union, generalizing an approach proposed previously by the authors to the description of the mechanism of defect adsorption in the interface area. The developed model makes it possible not to be limited to the situation when the defects of each of the contacting materials are distributed independently in the boundary, over their sublattices, and the transitions of defects between these sublattices are also taken into account, which significantly expands the possibilities of applying the obtained theoretical results. The corresponding system of equations is formulated, which makes it possible to find and study the value of the work of reversible separation as a function of defect concentrations in the vol-umes of materials. In the case when the interstitial impurity atoms are the defects, the problem of the critical impurity concentrations at which the work of reversible separation vanishes and the bonding of the materials becomes thermodynamically unstable is studied in detail by analytical methods; the role of defect transitions between sublattices, in which defects are localized at the interface, is explained. Impurity concentrations are estimated at which the effect of the interface instability can be realized, significantly affecting the reliability characteristics of the interconnections.

About the authors

T. M. Makhviladze

Valiev Institute of Physics and Technology, Russian Academy of Sciences

Email: sarych@yandex.ru
Moscow, 117218 Russia

M. E. Sarychev

Valiev Institute of Physics and Technology, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sarych@yandex.ru
Moscow, 117218 Russia

References

  1. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы: наука и технология. М.: Мир, 1997. 441 с.
  2. Гольдштейн Р.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние точечных дефектов на трещиностойкость границы соединенных материалов // Физическая мезомеханика. 2018. Т. 21. № 2. С. 14–20.
  3. Гольдштейн Р.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние примесей на работу отрыва по границе соединенных материалов // Поверхность. 2009. № 12. С. 73–78.
  4. Алексеев А.И., Махвиладзе Т.М., Минушев А.Х., Сарычев М.Е. Термодинамическая модель влияния атомарных примесей на адгезионную прочность интерфейсов // Микроэлектроника. 2011. Т. 40. № 5. С. 325–330.
  5. Гольдштейн Р.В., Сарычев М.Е. О влиянии микродефектов на работу отрыва соединенных материалов // ДАН. 2003. Т. 389. № 6. С. 753–756.
  6. Гольдштейн Р.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Моделирование кинетики адсорбции решеточных дефектов границей соединенных материалов // Поверхность. 2011. № 8. С. 5–11.
  7. Rice J.R. Hydrogen and interfacial cohesion // Effect of hydrogen on behavior of materials / Ed. A.W. Thompson and I.M.Bernstein. N. Y.: The metallurgical society of AIME, 1976. P. 455–466.
  8. Хирш Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. 600 с.
  9. Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние точечных дефектов на скорость электромиграции по границе соединенных материалов // Микроэлектроника. 2020. Т. 49. № 6. С. 450–458.
  10. Бабичев А.П., Бабушкина И.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник. М.: Энергоиздат, 1991. 880 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Т.М. Махвиладзе, М.Е. Сарычев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».