第三代半導(dǎo)體碳化硅器件優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，如電子能帶結(jié)構(gòu)[1]、優(yōu)異的光學(xué)性能[2]、優(yōu)異的熱導(dǎo)率[3]、較高的化學(xué)惰性和優(yōu)異的耐腐蝕性[4]，使其在微/納機(jī)電系統(tǒng)，核燃料組件、微電子元件和光電子器件等方面有廣闊的應(yīng)用前景 第三代半導(dǎo)體碳化硅器件，也是微電子整流器、微型探測器與傳感器以及微型集成電路等國家重大亟需領(lǐng)域的核心器件 但是，微/納機(jī)電系統(tǒng)的微型半導(dǎo)體電子元器件在復(fù)雜工況耦合因素影響下和頻繁往復(fù)接觸運(yùn)動中，表面產(chǎn)生的黏著磨損使其耐久性服役壽命短、殘次品率高和接觸力學(xué)性能下降[5] 微/納機(jī)電系統(tǒng)的微齒輪傳動嚙合部和軸承滾珠與滾道循環(huán)摩擦接觸部位，以及硬盤存儲器的磁頭與磁盤往復(fù)滑動接觸部位，在微觀表/界面力、高速重載、極端使役溫度耦合誘導(dǎo)下兩器件表面產(chǎn)生黏著磨損，使半導(dǎo)體器件因脆性斷裂產(chǎn)生磨粒而粘附于器件表面，導(dǎo)致微機(jī)電系統(tǒng)元器件接觸失效和產(chǎn)生巨大的摩擦能耗[6] 了解在極端使役溫度半導(dǎo)體器件接觸時的動態(tài)變形特性和定量評估其接觸力學(xué)性能和知悉元器件的損傷機(jī)制，有利于延長半導(dǎo)體器件的服役壽命 因此，深入研究半導(dǎo)體碳化硅器件的亞表層損傷行為、接觸力學(xué)性能、相變轉(zhuǎn)化規(guī)律并揭示其亞表層微觀塑性特性與破壞機(jī)制顯得極為必要 目前對半導(dǎo)體器件接觸的研究主要集中于分子動力學(xué)模擬(MD)，主要研究其接觸的微觀力學(xué)變形行為與損傷機(jī)制 Zhang等[7]用MD法研究了單晶硅納米壓痕變形機(jī)制，發(fā)現(xiàn)受載下的單晶硅原子發(fā)生立方結(jié)構(gòu)向體心結(jié)構(gòu)的相變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，并在壓痕接觸周圍產(chǎn)生大量的非晶結(jié)構(gòu)原子 Zhao等[8]用MD法研究了溫度對單晶硅力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的降低單晶硅的彈性模量增大 Chen等[9]用MD法研究了溫度對單晶硅納米壓痕接觸變形的影響，發(fā)現(xiàn)受載下的單晶硅發(fā)生相變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，使受載區(qū)域的接觸原子粘附于探針的外表面，并隨溫度的升高粘著原子數(shù)量逐漸增多 施淵吉等[10]用MD法研究了多晶碳化硅納米壓痕的變形行為 結(jié)果表明，隨著溫度的升高多晶碳化硅的承載性能逐漸下降，位錯從晶界形核處逐漸長大并向晶體內(nèi)部擴(kuò)張，最終形成位錯環(huán)結(jié)構(gòu) 另有相關(guān)學(xué)者研究了碳化硅位錯滑移和無定形發(fā)生控制的相關(guān)塑性變形行為[11~14] Zhao等[15]從微觀角度揭示了β-SiC材料在室溫下的塑性變形行為和脆性斷裂特征 結(jié)果表明，表面裂紋的形貌對宏觀力學(xué)性能有顯著的影響 Kondo等[16]研