Channel cracks in atomic-layer and molecular-layer deposited multilayer thin film coatings
Notice bibliographique
Résumé
Metal oxide thin film coatings produced by atomic layer deposition have been shown to be an effective permeation barrier. The primary failure mode of such coatings under tensile loads is the propagation of channel cracks that penetrate vertically into the coating films. Recently, multi-layer structures that combine the metal oxide material with relatively soft polymeric layers produced by molecular layer deposition have been proposed to create composite thin films with desired properties, including potentially enhanced resistance to fracture. In this paper, we study the effects of layer geometry and material properties on the critical strain for channel crack propagation in the multi-layer composite films. Using finite element simulations and a thin-film fracture mechanics formalism, we show that if the fracture energy of the polymeric layer is lower than that of the metal oxide layer, the channel crack tends to penetrate through the entire composite film, and dividing the metal oxide and polymeric materials into thinner layers leads to a smaller critical strain. However, if the fracture energy of the polymeric material is high so that cracks only run through the metal oxide layers, more layers can result in a larger critical strain. For intermediate fracture energy of the polymer material, we developed a design map that identifies the optimal structure for given fracture energies and thicknesses of the metal oxide and polymeric layers. These results can facilitate the design of mechanically robust permeation barriers, an important component for the development of flexible electronics.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».