对于目前已大量应用于深亚微米集成电路和微机电系统中的金属薄膜导线材料的变形延性性能迄今尚未有有效的评价表征方法。通过自由膜的单拉伸可以直接得到薄膜发生变形损伤的临界应变值，但在其制备和变形操作时存在很大的困难，特别是其变形时极易形成局部颈缩导致薄膜早期断裂，从而难以得到准确的薄膜延性指标；而附着膜由于基板的极大影响使得其本征延性性能得不到准确测量。
    另一方面，有机电致发光技术是目前全球显示设备制造业的顶尖技术之一。利用这项技术制造的显示器及电视机具有轻薄、可挠曲、自发光、高画质、省电等优点。其中大量使用的金属薄膜导线是其关键部分之一，在卷曲变形时其变形延性性能直接决定其服役性能，特别是其可靠性，因此金属薄膜导线变形延性性能的正确表征及其膜厚尺度依赖性就成为其安全长寿命设计中亟待解决的关键问题之一。
    我校金属材料强度国家重点实验室孙军课题组在973计划“材料介观性能表征”与学校985科技创新平台建设项目的联合支持下，针对目前广泛用于柔性电路板上的金属Cu薄膜/聚酰亚胺系统，在微拉力机上进行试样拉伸的同时测得了金属Cu薄膜微裂纹密度和宏观电阻性能随拉伸应变的连续演变过程，并在基于组织-性能关联性分析的基础上分别确定了金属薄膜变性损伤萌生的临界应变值，即薄膜的延性。在对从700纳米到60纳米的系列厚度金属Cu薄膜进行测试分析后得出结论：(1) 分别由薄膜表面微裂纹密度统计法和实时电阻检测法测得的Cu薄膜塑性变形损伤的两套临界应变值非常接近，说明上述两种测试方法适用于金属薄膜延性性能的评价表征，并可相互佐证；(2) 金属Cu薄膜的临界应变值呈现出极强的尺寸效应，即随薄膜厚度的减小其延性，即临界应变值单调下降，与屈服强度的变化趋势相反。其原因主要归因于薄膜表面、界面对位错运动的约束作用及其尺寸依赖性。相关研究内容已发表于最近出版的《应用物理快报》（Applied Physics Letters），90(2007)161907 上。 

    文章作者：材料学院 刘黎