EDP Sciences Journals List
Issue Mater. Tech.
Volume 93, Number 7-8, July-August 2005
Surfaces et interfaces - Indentation, rayage et abrasion
Page(s) 257 - 262
DOI http://dx.doi.org/10.1051/mattech:2005013
Published online 22 December 2005

Matériaux & Techniques 93, 257-262 (2005)
DOI: 10.1051/mattech:2005013

Transformation de phase dans un film de germanium amorphe induite par nano-indentation

G. Patriarche1, E. Le Bourhis2, M.M.O. Khayyat3 and M.M. Chaudhri3

1   Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, CNRS UPR 20, Route de Nozay, 91460 Marcoussis, France
2   Laboratoire de Métallurgie Physique, Université de Poitiers, UMR 6630, SP2MI, Téléport 2, Boulevard Marie et Pierre Curie, BP. 30179, 86962 Futuroscope-Chasseneuil Cedex, France
3   Cavendish Laboratory, Department of Physics, University of Cambridge, Madingley Road, Cambridge CB3 0HE, UK


(Texte reçu le 16 mars 2005 ; accepté le 30 septembre 2005 ; publié en ligne le 22 décembre 2005)

Abstract - Phase transformation in indented amorphous germanium thin film. It has been known for about 15 years that when a Vickers indenter is loaded onto a crystalline semiconductor, such as silicon, a semiconductor-metallic transition occurs during indenter loading and on removal of the indenter the material within the residual indentation becomes amorphous. Here, we report a completely opposite effect: when a Berkovich or Vickers diamond indenter is loaded onto a submicrometre thick film of amorphous germanium, it crystallizes and undergoes structural phase transitions. These observations are based on our transmission electron microscopy and Raman scattering investigations, which are described. It has also been shown that the indentation-induced crystallization and phase transitions occur close to the indenter tip, where the plastic strains are the highest.


Résumé - Depuis maintenant 15 ans, on sait que sous indentation Vickers un semiconducteur, tel que le silicium cristallisé, subit une transition semiconducteur-métal lors du chargement et que lors de la décharge une phase amorphe apparaît au niveau de l'indentation résiduelle. Nous rapportons ici un phénomène inverse : quand un film mince de Germanium amorphe est indenté par une pointe Vickers ou Berkovich, celui-ci cristallise et subit des changements de phase. Ces phénomènes sont étudiés par microscopie électronique en transmission et par spectrométrie Raman. Nous avons pu observer que le phénomène intervenait à proximité de la pointe où l'on attend le maximum de taux de déformation.


Key words: Indentation; phase transformation; transmission electron microscopy; Raman spectroscopy

Mots clés : Indentation ; transformation de phase ; microscopie électronique en transmission ; spectrométrie Raman

Correspondence: G. Patriarche gilles.patriarche@lpn.cnrs.fr


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