journal article·2014-11

Deformation-induced phase transformation in 4H–SiC nanopillars

Bin Chen, Jun Wang, Yiwei Zhu, Xiaozhou Liao, Chunsheng Lu, Yiu-Wing Mai, Simon P. Ringer, Fujiu Ke, Yaogen Shen

Acta Materialia· Volume 80
Publisher page

Abstract

The deformation behaviour of single-crystal SiC nanopillars was studied by a combination of in situ deformation transmission electron microscopy and molecular dynamics simulations. An unexpected deformation-induced phase transformation from the 4H hexagonal structure to the 3C face-centred cubic structure was observed in these nanopillars at room temperature. Atomistic simulations revealed that the 4H to 3C phase transformation follows a stick-slip process with initiation and end stresses of 12.1-14.0 and 7.9-9.0 GPa, respectively. The experimentally measured stress of 9-10 GPa for the phase transformation falls within the range of these theoretical upper and lower stresses. The reasons for the phase transformation are discussed. The finding sheds light on the understanding of phase transformation in polytypic materials at low temperature. (C) 2014 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Aluminum Alloys Composites Properties · Advanced ceramic materials synthesis · Silicon Carbide Semiconductor Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (49)

Show source-provided references
1. Jepps · Prog Cryst Growth Charact · 1983 · 7 · 25910.1016/0146-3535(83)90034-5 ↗
2. Chen · Acta Mater · 2013 · 61 · 716610.1016/j.actamat.2013.08.020 ↗
3. Chen · Appl Phys Lett · 2010 · 96 · 21211010.1063/1.3442907 ↗
4. Chen · Phys Rev B · 2010 · 81 · 23320310.1103/PhysRevB.81.233203 ↗
5. Fissel · Phys Rep · 2003 · 379 · 14910.1016/S0370-1573(02)00632-4 ↗
6. Ha · Phys Rev Lett · 2004 · 92 · 17550410.1103/PhysRevLett.92.175504 ↗
7. Galeckas · Phys Rev Lett · 2006 · 96 · 02550210.1103/PhysRevLett.96.025502 ↗
8. Skowronski · J Appl Phys · 2006 · 99 · 0111010.1063/1.2159578 ↗
9. Fabbri · Nanoscale Res Lett · 2012 · 7 · 68010.1186/1556-276X-7-680 ↗
10. Chen · J Appl Phys · 2012 · 111 · 05351310.1063/1.3691595 ↗
11. Chen · Appl Phys Lett · 2008 · 93 · 11210510.1063/1.2983649 ↗
12. Yang · Nat Nanotechnol · 2009 · 4 · 3410.1038/nnano.2008.314 ↗
13. Cao · Nat Nanotechnol · 2009 · 4 · 73210.1038/nnano.2009.266 ↗
14. Pillarisetty · Nature · 2011 · 479 · 32410.1038/nature10678 ↗
15. Chen · Nano Lett · 2013 · 13 · 316910.1021/nl401175t ↗
16. Chen · Nano Lett · 2013 · 13 · 436910.1021/nl402180k ↗
17. Kim · Acta Mater · 2013 · 61 · 718010.1016/j.actamat.2013.08.022 ↗
18. Pirouz · Philos Mag A · 2001 · 81 · 120710.1080/01418610108214437 ↗
19. Feng · Nano Lett · 2010 · 10 · 289110.1021/nl1009734 ↗
20. Han · Nano Lett · 2007 · 7 · 45210.1021/nl0627689 ↗
21. Zhang · Adv Funct Mater · 2007 · 17 · 343510.1002/adfm.200700162 ↗
22. Wang · Nanotechnology · 2012 · 23 · 02570310.1088/0957-4484/23/2/025703 ↗
23. Chung · Appl Phys Lett · 2002 · 81 · 375910.1063/1.1519961 ↗
24. Okojie · Appl Phys Lett · 2001 · 79 · 305610.1063/1.1415347 ↗
25. Yang · J Mater Res · 1993 · 8 · 290210.1557/JMR.1993.2902 ↗
26. Idrissi · Mater Sci Forum · 2005 · 483–485 · 29910.4028/www.scientific.net/MSF.483-485.299 ↗
27. Lara · J Eur Ceram Soc · 2012 · 32 · 49510.1016/j.jeurceramsoc.2011.08.016 ↗
28. Yoshida · Phys Rev B · 1993 · 48 · 1058710.1103/PhysRevB.48.10587 ↗
29. Miao · Phys Rev B · 2003 · 68 · 09210310.1103/PhysRevB.68.092103 ↗
30. Sarasamak · Phys Rev B · 2008 · 77 · 02410410.1103/PhysRevB.77.024104 ↗
31. Bergman · Mater Sci Forum · 2001 · 353–356 · 29910.4028/www.scientific.net/MSF.353-356.299 ↗
32. Vashishta · J Appl Phys · 2007 · 101 · 10351510.1063/1.2724570 ↗
33. Allen · 1989
34. Smith · Mol Simul · 2002 · 28 · 38510.1080/08927020290018769 ↗
35. Konstantinova · Intermetallics · 2008 · 16 · 104010.1016/j.intermet.2008.06.003 ↗
36. Chen · Acta Mater · 2012 · 60 · 5110.1016/j.actamat.2011.09.010 ↗
37. Chen · Appl Phys Lett · 2012 · 100 · 13210810.1063/1.3700963 ↗
38. Liu · Appl Phys Lett · 2002 · 80 · 211110.1063/1.1463203 ↗
39. Jepps NW, Page TF. In: Krishna P, editor. Progress in crystal growth and characterization, vol. 7. New York: Pergamon Press; 1983. p. 256–306.10.1016/0146-3535(83)90034-5 ↗
40. Vlaskina · Semicond Phys Quantum Electron Optoelectron · 2011 · 14 · 43210.15407/spqeo14.04.432 ↗
41. Durandurdu · Phys Rev B · 2007 · 75 · 23520410.1103/PhysRevB.75.235204 ↗
42. Wang · Adv Mater · 2011 · 23 · 135610.1002/adma.201004122 ↗
43. Jang · Nat Mater · 2013 · 12 · 89310.1038/nmat3738 ↗
44. Lu · Phys Rev E · 2002 · 65 · 06710210.1103/PhysRevE.65.067102 ↗
45. Lu · J Eur Ceram Soc · 2004 · 24 · 364310.1016/j.jeurceramsoc.2003.12.001 ↗
46. Shimizu · Mater Trans · 2007 · 48 · 292310.2320/matertrans.MJ200769 ↗
47. Ngan · Proc R Soc A · 2006 · 462 · 166110.1098/rspa.2005.1645 ↗
48. Li · Nature · 2010 · 464 · 87710.1038/nature08929 ↗
49. You · Acta Mater · 2013 · 61 · 21710.1016/j.actamat.2012.09.052 ↗