该论文选择<110>取向的单晶GaAs进行了维氏显微压痕实验,就压痕过程中发生的几个关键性课题诸如塑性变形、裂纹尖端结构、相变和再结晶等在不同结构层次上(包括纳米和原子尺度)予于较为深入和系统表征.主要研究结果如下:对压痕诱发单晶GaAs的塑性变形的研究表明:在压痕周围产生二次对称的玫瑰型位错和微孪晶;在较高载荷(如0.098N)压痕周围还形成了层错.玫瑰型位错的形成主要是由于晶体中不同运动速度的α位错和β位错引起.即长位错臂是由运动速度较大的α全位错形成而短位错臂是由运动速度较慢的可分解的β位错组成.微孪晶的产生与层错密切相关,是层错中的不全位错运动与塞积的结果.压痕诱导GaAs相变的研究结果表明:一定载荷(如0.0049N和0.049N)压痕可以诱导GaAs从晶体向非晶转变,在晶体/非晶界面还发现小于10纳米、取向各异的纳米晶.在非晶化区域中存在少量具有几个原子大小的原子簇;通过对非晶/晶体交界面的观察与分析,提出了两种可能的非晶转变机制:高压力诱导非晶化和剪切诱导非晶化.对裂纹尖端结构的研究表明:裂纹尖端前沿诱发了位错,沿着裂纹扩展方向出现了晶格扭曲、进而产生局部的无序化结构;无序化结构的发展与连接形成具有1-2纳米宽度的非晶带.裂纹在非晶窄带中萌生并沿着非晶带扩展.弯曲的裂纹表面和具有一定宽度的裂纹尖端说明裂纹的扩展不是在某特定的原子面上的原子键破断,而是在非晶带中由结合键较弱的原子之间的断键并相互连接的结果.