含非均匀内应力受限薄膜的应力松弛与形态演变特性

本项目拟结合线性稳定性分析，非线性数值模拟和模型实验深入研究含有任意非均匀内应力衬底受限薄膜的各种应力松弛模式的竞争与耦合。重点发展非线性连续统相场动力学计算模拟方法，探讨这些模式导致的动力学特性，微结构演化的非平衡特性和斑图形成动力学。所得结果将揭示应变薄膜的形态、缺陷组态，屈曲起皱花样的非平衡，非线性特征和动力学复杂性，为进一步从实验上定量调控受限应变薄膜的形态提供理论依据。

本项目中我们提出了集成相场微弹性理论、von Karman非线性板理论、内聚界面方法和构型场变量梯度流演化的通用连续统方法模拟含任意非均匀内应力薄膜/衬底系统的应力松弛和形态演变。在此基础上阐明了包含扩散、非线性屈曲和界面脱层扩展等多种模式的耦合竞争规律，揭示了典型薄膜-衬底微结构,如扩散屈曲耦合、皱曲与脱层屈曲共存、电话线鼓泡、外延生长纳米结构的形态演化与应力驱动的自组装机制。