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北村隆行: 作品数：10 被引量：31H指数：3; 供职机构：日本京都大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中国工程物理研究院科学技术发展基金教育部留学回国人员科研启动基金更多>>; 相关领域：一般工业技术电气工程理学自然科学总论更多>>

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基于FIB和TEM的纳米材料中界面分层破坏的实验方法研究与应用被引量：1: 2014年; 本文针对三维尺寸均处于纳米量级的材料与结构中常见的界面分层破坏问题,利用聚焦离子束技术(FIB)和透射电子显微镜(TEM)开发设计了一套研究纳米材料中界面端部裂纹启裂行为的实验方法.采用FIB成功从宏观多层薄膜材料(硅/铜/氮化硅,Si/Cu/SiN)中切割制备出了由硅基体(Si)和200 nm厚铜薄膜(Cu)及1000 nm厚氮化硅层(SiN)构成的纳米悬臂梁试样.利用高精度微小材料加载装置,在TEM中对该试样进行加载实验,并原位观测了不同试样中Cu/Si界面端部裂纹启裂的行为.通过对启裂瞬时Cu/Si界面上临界应力分布的有限元分析发现,不同尺寸试样中的界面上法向应力与剪切应力均集中在距界面端部100 nm的范围内,且临界法向应力远大于剪切应力.对应力分布的进一步分析则发现,距界面端部5 nm区域内的法向应力场控制着Cu/Si界面的分层破坏过程,可用于表征界面分层破坏的局部控制准则.; 闫亚宾北村隆行澄川贵志; 关键词：聚焦离子束系统透射电子显微镜

单晶金高周疲劳成核的尺度效应: 产品全寿命周期内，材料疲劳破坏会引起整个器件失效.随着微系统科学与工程应用的发展，所用材料外形特征尺度的下限已减小至亚微米甚至纳米量级，三维尺寸都小于1μm.; 方辉澄川貴志北村隆行; 关键词：亚微米单晶金

纳米材料力学行为的原子尺度模拟研究被引量：7: 2010年; 对几何尺寸极小的纳米材料而言,数值模拟是与实验测试同样有效的研究手段,而且,当材料特征尺寸更小、缺乏可用的测试系统时,数值模拟可能是唯一的方法.介绍了近年来纳米材料力学行为的原子尺度数值模拟研究方面的若干新进展,重点综述了采用分子动力学模拟与第一原理计算对纳米材料的晶格不稳定性、理想强度、界面断裂、碳纳水管的力电特性和铁电纳米材料的力电特性等问题的研究结果.总结介绍了纳米材料原子尺度模拟中一些实用的计算策略和方法,并提出了若干需要进一步研究的问题.; 尚福林郭显聪北村隆行梅野宜崇; 关键词：纳米材料分子动力学模拟第一原理计算

微纳米材料及其结构的界面强度的实验研究被引量：12: 2008年; 介绍了近年来微纳米材料强度实验测试研究方面的最新进展,重点综述了可用于微纳米材料及其结构中界面强度测试的实验系统、测试方法及结果.主要内容包括:测试微纳米薄膜界面端分层裂纹启裂的夹层悬臂梁方法,测试纳米岛/衬底间界面结合强度的改进AFM(atomic force microscopy)方法,测试裂纹沿界面扩展的预裂纹法,可实现纳米薄膜界面裂纹原位观察的实验测试方法,测试薄膜在疲劳、蠕变条件下界面裂纹扩展的改进4点弯曲法等.除了总结分析测试结果,还讨论了上述实验方法的优缺点和适用范围,并指出了微纳米材料界面强度实验研究方面的一些挑战与难点,最后提出了若干需要继续研究的课题.; 尚福林北村隆行平方宽之; 关键词：微纳米材料

基于振动的亚微米阵列薄膜弹性参数辨识被引量：1: 2014年; 亚微米阵列薄膜是以微/纳米尺寸的管、柱、弹簧等为基本单元,在同一平面内周期排列构筑的薄膜结构(厚度100 nm–1?m).亚微米阵列薄膜是人工合成的新型材料,需要依靠实验、理论和数值分析技术得到材料参数.由于亚微米阵列薄膜的几何微尺度,其固有频率达到MHz量级.本文提出了一种基于激光技术的非接触式振动测试方法,由振动特性确定了亚微米阵列薄膜弹性参数.; 方辉澄川贵志北村隆行; 关键词：亚微米振动测试

高周疲劳下Si/Ti/Cu/SiN层合材料中细晶铜滑移的试验研究: 进行了拉-压全反向高周疲劳实验，对Si/Ti/Cu/SiN层合材料的疲劳损伤特性进行了试验研究，其中铜薄膜晶粒经过细化。试验中设计了带有附加质量的悬臂梁试样，采用基底激励共振方法，实现了试样拉-压全反向高周疲劳加载。高周...; 方辉澄川贵志北村隆行; 关键词：高周疲劳滑移

界面裂纹萌生与扩展的分子动力学模拟被引量：11: 2007年; 运用分子动力学模拟方法研究了裂纹在界面端处萌生与沿界面扩展的临界条件．模拟考虑了一双相材料的3种模型,即构成90°/90°和90°/°夹角的两个界面端和一个界面裂纹．模拟采用了包含原子区域与连续区域的并发型多尺度模型,即在界面端尖端和裂纹尖端附近采用分子动力学(MD)方法,MD区域之外则按照线弹性有限元方法分析．结果表明,在断裂启动时刻,3个模型沿界面的最大应力均达到界面理想强度;而且,其界面能恰好足以克服界面材料的本征内聚能．因此,界面端裂纹萌生与沿界面扩展的断裂条件可以通过界面理想强度和内聚能联系起来．并基于模拟计算结果提出了界面断裂启动的统一准则．; 尚福林北村隆行; 关键词：界面端分子动力学模拟

纳米铁电材料铁电性及其力电耦合特性的原子尺度模拟研究: 2015年; 纳米铁电材料的几何构型和特征尺寸严重影响着材料的铁电性,对微电子器件中功能材料的可靠性有着至关重要的影响。数值模拟是研究铁电材料物理特性的重要手段,并且当材料的特征尺寸缩小至数个纳米的量级时,由于极小试样精密制备和微小物理量准确测量等方面困难的制约,数值模拟可能是唯一有效的办法。本文综述了典型二维、一维及零维纳米铁电材料铁电性的若干数值模拟研究进展,重点介绍了纳米铁电材料的极化分布、铁电相变、铁电临界尺寸和力电耦合特性等关键问题的研究成果,展望了纳米铁电材料模拟研究方面的研究重点。; 王晓媛闫亚宾嶋田隆広北村隆行; 关键词：力电耦合数值模拟

超薄钛酸铅纳米管铁电性和力电耦合特性的第一性原理研究被引量：1: 2014年; 利用基于密度泛函理论的第一性原理的方法研究了超薄钛酸铅(PbTiO3)纳米管的铁电性及力电耦合特性。研究发现对于钛酸铅铁电纳米管结构,即使在其特征尺寸小于铁电薄膜的铁电临界尺寸时,依然存在自发极化。钛酸铅铁电纳米管结构不存在铁电临界尺寸。对纳米管力电耦合效应的研究发现,轴向应变作用会引起包括极化沿轴向方向的铁电相、顺电相和极化沿周向方向的铁电相在内的丰富的相转变。这种相的转变是由于轴向应力所导致的Pb-O共价键的变化所引起的。另一方面,研究了钛酸铅纳米管结构的机械强度,明确了在轴向拉伸和压缩作用下纳米管的临界载荷。; 王晓媛嶋田隆広北村隆行; 关键词：钛酸铅第一性原理计算

预蠕变损伤对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响: 1993年; 针对ＳＵＳ３０４不锈钢光滑试棒预先导入１０７３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ条件下的预蠕变疲劳损伤，然后开小切口进行时间依存性９２３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ，１０７３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ及循环数依存性９２３Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ的宏观裂纹扩展试验，考察了试棒内部因预蠕变疲劳而产生的大量的粒界微小裂纹对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响．结果如下：１．预损伤加速了９２３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的蠕变裂纹扩展，对于同一蠕变Ｊ积分范围△Ｊｃ，损伤值越大，裂纹扩展速度ｄｌ／ｄＮ也越大．这种加速起因于主裂纹与微小裂纹的合体．２．１０７３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的预损伤材料和处女材料的ｄｌ／ｄＮ在同一△Ｊｃ。下相等．即，损伤材料的裂纹扩展速度的上限值由１０７３Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的处女材料的ｄｌ／ｄＮ－△Ｊｃ关系给出．３．在９２３Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ条件下，对于同一疲劳Ｊ积分范围△Ｊｆ，预损伤材料的ｄｌ／ｄＮ要比处女材料快１０倍左右．一般ｐｐ－ｔｙｐｅ的破坏形式为粒内破坏．预损伤材料的场合，因为试棒内部分布有大量的微小粒界裂纹，主裂纹便沿这些破坏阻抗最小的微小裂纹边合体边扩展，主要在粒界上扩展．即微小粒界裂纹是裂纹扩展阻抗减小的主因．; 周玮生北村隆行大谷隆一郭成璧; 关键词：蠕变蠕变断裂

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