Al₂O₃-石墨烯纳米层广泛应用于集成微纳电子系统中，但其寿命在很大程度上受到静态和动态断裂的限制。

近日，加拿大多伦多大学Tobin Filleter，西安大略大学孙学良教授报道了一种薄（1-11 nm）自支撑Al₂O₃-石墨烯纳米层的精力和疲劳研究。

文章要点

1）研究发现，较大的平均应力水平下，厚度小于2.2 nm的薄膜，在较大的平均应力水平下具有超过10亿次循环的显著疲劳寿命，相比于更厚（11 nm）的薄膜，提高了3个数量级。

2）研究发现，弹性断裂和静态断裂行为也具有相似的厚度依赖性，其中石墨烯仅在约3.3 nm的厚度范围内具有明显的增强效应。此外，研究人员还观察到了表现为粘滞蠕变的塑性变形，而且薄膜越厚，塑性变形越明显。

这项研究为Al₂O₃-石墨烯纳米层的静态和动态可靠性提供了力学上的见解，并有望指导基于石墨烯的器件设计。

参考文献

Maedeh Amirmaleki, et al, Fracture and Fatigue of Al₂O₃‑Graphene Nanolayers, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03868

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03868