先进结构技术研究院吴文旺副教授针对双材料、多层薄膜界面对位错环弹性场的影响开展系列研究工作，提出新的傅立叶空间半解析解，并分别考虑完美界面、非完美界面模型的差异。相关成果2016年1月发表在固体力学领域顶级期刊JMPS(87卷，7-37页)。

　　图1：各向异性双材料界面模型 （a）块体应力；（b）界面镜像力；（c）界面附加应力；（d）最终界面

　　由不同材料铺层构造的多层薄膜/涂层在微电子、光电器件、多功能纳米复合结构中具有广泛的应用，以及物理环境更为苛刻的物理环境（飞行器、火箭发动机、交通、新能源、核能等）。界面两侧材料弹性模量和晶体取向的差异引起的附加应力对于理解位错和界面之间的相互作用机理极为关键，导致位错在界面上运动受到影响，并穿透界面或被界面吸收。

　　图2：采用各向同性、各向异性模型计算CuNb双材料中位错环界面弹性场 （a）面内变形场；（b）应力场。其中，Cu取向[111]，Nb取向[110]，位于Nb半空间中的位错环半径为5nm，距离界面10nm。

　　通过本课题的研究，可以得到如下结论：

　　（1）基于材料应力平衡方程，采用二维离散傅立叶变换，得到每一个傅里叶模态下的平衡方程，并提出各向异性界面弹性场的半解析解。同传统的基于Green函数线积分、面积分计算方法不同，所提出的新方法将应力场看作是傅里叶空间下的块体应力、镜像力和界面附加应力的线性叠加。

　　（2）完美界面模型可以进一步推广到非完美界面模型，比如：位错型界面、力型界面、线弹簧类型界面模型等。

　　（3）界面镜像能可以写成界面应力场积分的形式。

　　（4）该半解析模型可以嵌入位错动力学程序中进行大规模晶体微结构演化模拟。