微纳制造中界面多尺度杂交设计方法与关键力学行为研究

本项目以多尺度杂交机制特征为突破口，寻求一种高效可靠建模理论方法，对微纳系统中界面结构物理行为进行研究，揭示包括微纳尺度效应、界面效应、界面材料组织演化等微纳观物理现象发生机制，建立面向微纳制造中材料界面结构的分子动力学-有限元混合杂交多尺度模型；同时设计先进的实验手段，利用原子力显微镜、纳米划痕仪、超声波扫描显微镜以及自主设计的粘着力测量仪等测试装置，确定模型的关键参数，如界面势函数参数和界面应变，解决多尺度模型界面参数难以获得的问题；进一步研究不同材料界面在热循环、弯曲、拉伸及振动冲击作用下的微纳力学问题，探索材料界面破坏的物理机制；实现基于多尺度杂交特征的界面特性模拟和预测，探索各种超越硅材料应用于微器件制造的可行性；由此建立微纳制造中界面结构多尺度杂交设计方法，研究将进一步促使微纳制造向高效及低成本方向发展。