Humidity Dependence of Tribochemical Wear of Monocrystalline Silicon

材料科学 单晶硅 湿度 工程物理 纳米技术 复合材料 光电子学 物理 热力学 工程类
作者
Xiaodong Wang,Seong H. Kim,Cheng Chen,Lei Chen,Hongtu He,Linmao Qian
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:7 (27): 14785-14792 被引量:81
标识
DOI:10.1021/acsami.5b03043
摘要

The nanowear tests of monocrystalline silicon against a SiO2 microsphere were performed using an atomic force microscope in air as a function of relative humidity (RH = 0%–90%) and in liquid water at a contact pressure of about 1.20 GPa. The experimental results indicated that RH played an important role in the nanowear of the Si/SiO2 interface. In dry air, a hillock-like wear scar with a height of ∼0.4 nm was formed on the silicon surface. However, with the increase of RH, the wear depth on the silicon surface first increased to a maximum value of ∼14 nm at 50% RH and then decreased below the detection limit at RH above 85% or in water. The transmission electron microscopy analysis showed that the serious wear on the silicon surface at low and medium RHs occurred without subsurface damage, indicating that the wear was due to tribochemical reactions between the Si substrate and the SiO2 counter surface, rather than mechanical damages. The RH dependence of the tribochemical wear could be explained with a model involving the formation of "Si—O—Si" chemical bonds (bridges) between two solid surfaces. The suppression of tribochemical wear at high RHs or in liquid water might be attributed to the fact that the thickness of the interfacial water layer is thick enough to prevent the solid surfaces from making chemical bridges. The results may help us understand the nanowear mechanism of silicon that is an important material for dynamic microelectromechanical systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小西西完成签到,获得积分10
7秒前
Lzp完成签到 ,获得积分10
11秒前
简w完成签到 ,获得积分10
11秒前
Yy完成签到 ,获得积分10
12秒前
Jako完成签到 ,获得积分10
14秒前
莫负韶华完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
18秒前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
18秒前
Shandongdaxiu完成签到 ,获得积分10
21秒前
Sissi发布了新的文献求助10
21秒前
静坐听雨萧完成签到 ,获得积分10
23秒前
朴实雨竹完成签到,获得积分10
23秒前
笨笨青筠完成签到 ,获得积分10
25秒前
DOUBLE完成签到,获得积分10
25秒前
Guofa.完成签到 ,获得积分10
35秒前
可靠月亮完成签到,获得积分10
36秒前
余子完成签到,获得积分10
36秒前
oyly完成签到 ,获得积分10
38秒前
无奈的书琴完成签到 ,获得积分10
42秒前
cata完成签到,获得积分10
48秒前
YNILY完成签到 ,获得积分10
49秒前
FCL完成签到,获得积分10
53秒前
涛1完成签到 ,获得积分10
54秒前
55秒前
心湘完成签到 ,获得积分10
57秒前
竹本完成签到 ,获得积分10
59秒前
魏小梅完成签到,获得积分10
1分钟前
Samsara完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yasong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
oxygen253完成签到,获得积分10
1分钟前
高高饼干发布了新的文献求助10
1分钟前
时2完成签到,获得积分10
1分钟前
乐乐应助whuhustwit采纳,获得10
1分钟前
1111111111111完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
清脆的谷波完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张路完成签到 ,获得积分10
1分钟前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7064407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8726010
关于积分的说明 18466119
捐赠科研通 6593397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3125188
关于科研通互助平台的介绍 2220186
邀请新用户注册赠送积分活动 2100794