真空紫外辐照对MQ增强硅橡胶热性能及光学性能的影响

 采用空间综合辐照模拟设备研究了真空紫外辐照对MQ增强加成型硅橡胶的表面形貌、质量损失、热性能及光学性能的影响。试验结果表明：真空紫外辐照后,硅橡胶表面出现损伤裂纹,随辐照剂量的增加,裂纹的数量增多;真空紫外辐照后,硅橡胶的质量有所损失,其质损率随辐照剂量的增加而增加;真空紫外辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先增加而后下降;真空紫外辐照对硅橡胶材料的体膨胀/收缩变形影响不大,但对材料的光学性能有较大影响,随着辐照剂量的增加,材料的光学透过率下降。     

质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶质损及热性能的影响

 采用空间综合辐照模拟设备研究了100 keV和150 keV能量的质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶的损伤及其对硅橡胶热性能的影响。试验结果表明：质子辐照后，硅橡胶表面出现损伤裂纹，随辐照能量和剂量的增加，裂纹的数量增多，裂纹增大；质子辐照后，硅橡胶的质量有所损失，其质损率随辐照能量和剂量的增加而增加；质子辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先略有增加而后下降，经辐照后的硅橡胶在玻璃态和玻璃转变区的温度区间内收缩率降低，而在高弹态的温度区间内膨胀率增加。     

基于4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器总剂量辐射效应研究

对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 krad(Si),剂量率为50 rad(Si)/s.实验结果发现随着辐照总剂量的增加,器件的满阱容量下降并且暗电流显著增加.其中辐照使得传输门沟道掺杂分布发生改变是满阱容量下降的主要原因,而暗电流退化则主要来自于浅槽隔离界面缺陷产生电流和传输门-光电二极管交叠区产生电流.实验还表明样品器件的转换增益在辐照前后未发生明显变化,并且与3晶体管像素结构不同,4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器没有显著的总剂量辐照偏置效应.     

紫外辐照高温硫化硅橡胶的红外光谱分析和老化机理

高温硫化(HTV)硅橡胶复合绝缘子广泛应用于特高压输电线路,其抗紫外老化性能越来越受到人们的关注。采用自行设计的可调式紫外老化试验箱对两个厂家的高温硫化硅橡胶样品进行了紫外辐照(0,500和1 000 h)加速老化实验,辐照光波长范围为320～750 nm。对辐照前后试样进行傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)测试,分析谱峰的变化与试样(表面)官能团的关系,辅以扫描电子显微镜(SEM)和憎水性、体积电阻率的测试来研究HTV硅橡胶的老化机理。结果表明:高温硫化硅橡胶FTIR全谱图中1 260 cm~(-1)处Si—CH_3反射峰和800 cm~(-1)附近Si—(CH_3)_2反射峰强度随辐照时间的增加而逐渐减弱, 1 000～1 100 cm~(-1)处的Si—O—Si反射峰强度随辐照时间的增加先减弱后增强;扫描电镜观察到辐照后的样品表面出现大颗粒和坑洞、粗糙度变大,其主要元素O, Si和Al重量百分比略增加;喷水分级法在表面形成的水珠随着样品辐照时间的延长由均匀分布变得不均匀且出现合并,憎水性有明确下降;体积电阻率略微降低。分析认为:辐照后紫外线切断了HTV硅橡胶部分Si—C, C—C和C—H键,对称排列的非极性甲基基团—CH_3从硅氧主链上脱落,减弱了对主链强极性的屏蔽作用,使Si—O—Si峰强度减弱,且少量侧链被氧化,形成C—O和—OH(COOH);而主链之间因裸露出来的自由基—Si·发生进一步的交联反应,使得Si—O键相对含量增加,使Si—O—Si峰强度再增强。二方面结果均导致高温硫化硅橡胶表面极性增强,憎水性下降。水本身具有微弱的电离,憎水性下降的高温硫化硅橡胶易吸收空气中的水使其表面载流子浓度增加体积电阻率略有下降。通过红外光谱分析,紫外线是通过切断高温硫化硅橡胶表面的部分Si—C, C—C, C—H键,使其生成新的自由基并发生交联和氧化而使其老化的。红外光谱的应用对于高温硫化硅橡胶复合绝缘子老化研究及其在特高压输电线路上的挂网应用均具有重要意义。     

质子辐照空间级硅橡胶的正电子淹没寿命谱研究

 用正电子淹没寿命谱方法（PALS）研究了质子辐照对空间级硅橡胶KH-L-Y微观结构的影响。试验结果表明，PALS谱所揭示的最长寿命成分的t₃, I₃及自由体积分数Vf随辐照剂量的增加开始明显下降；而当辐照剂量大于10¹⁵cm^-2后，随剂量的增加平缓上升。辐照剂量小于10¹⁵cm^-2时，质子辐照使硅橡胶自由体积减小，分子链间堆砌紧密；辐照剂量大于10¹⁵cm^-2时，质子辐照使硅橡胶自由体积增大。交联密度及DMA测试结果同样表明，质子辐照在剂量较小时硅橡胶的交联密度及玻璃化转变温度增加，辐照以交联效应为主；而剂量较大时辐照降解占优势。     

三维数值仿真研究锗硅异质结双极晶体管总剂量效应

为探索锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)总剂量效应的损伤机理,采用半导体器件三维模拟工具(TCAD),建立电离辐照总剂量效应损伤模型,分析比较电离辐射在SiGe HBT不同氧化层结构的不同位置引入陷阱电荷缺陷后,器件正向Gummel特性和反向Gummel特性的退化特征,获得SiGe HBT总剂量效应损伤规律,并与⁶⁰Coγ辐照实验进行对比.结果表明:总剂量辐照在SiGe HBT器件中引入的氧化物陷阱正电荷主要在pn结附近的Si/SiO₂界面处产生影响,引起pn结耗尽区的变化,带来载流子复合增加,最终导致基极电流增大、增益下降;其中EB Spacer氧化层中产生的陷阱电荷主要影响正向Gummel特性,而LOCOS隔离氧化层中的陷阱电荷则是造成反向Gummel特性退化的主要因素.通过数值模拟分析获得的SiGe HBT总剂量效应损伤规律与不同偏置下⁶⁰Coγ辐照实验的结论符合得较好.     

~(12)C~(6+)离子束辐照紫苏干种子当代效应

利用兰州重离子研究装置(HIRFL)提供的12C6+离子束辐照紫苏干种子(辐照剂量为40,80和120Gy,剂量率4Gy/min),探讨了重离子束辐照对紫苏M1代的生物学效应。结果发现,经不同剂量的12C6+离子束辐照后,紫苏种子的发芽率、发芽势、存活率、株高、分枝数、单株产量和千粒重等生物学性状均发生了变化,其中发芽势、单株产量和千粒重随辐照剂量的提高而降低,且有明显的剂量效应关系,但发芽率、大田成活率、株高和分枝数却随辐照剂量的增大,呈现出明显的"抛物线"趋势;紫苏幼苗根尖细胞的微核率和染色体畸变率随辐照剂量增加呈线性增加关系。这表明:12C6+重离子束辐照紫苏种子,具有明显的当代损伤效应,在本试验剂量范围内,低剂量辐照对发芽率和成活率有促进作用。     

稳态、瞬态X射线辐照引起的互补性金属-氧化物-半导体器件剂量增强效应研究

重点开展了稳态、瞬态X射线辐照引起的金属氧化物半导体(CMOS)器件剂量增强效应relative dose enhancement effect(RDEF)研究.通过实验给出辐照敏感参数随总剂量的变化关系,旨在建立CMOS器件相同累积剂量时Χ射线辐照和γ射线辐照的总剂量效应损伤等效关系.在脉冲X射线源dense plasma focus(DPF)装置上,采用双层膜结构开展瞬态翻转增强效应研究,获得了瞬态翻转剂量增强因子.这些方法为器件抗X射线辐照加固技术研究提供了实验技术手段. 关键词： X射线 剂量增强因子 总剂量效应 剂量率效应     

双极型晶体管总剂量效应的统计特性

双极型晶体管的总电离剂量辐照效应主要体现在基极电流(I_B)的退化,其作用机理是电离辐射在SiO_2中及Si/SiO_2界面作用导致的氧化物陷阱电荷面密度(N_(ot))和界面陷阱电荷面密度(N_(it))的增长.本文基于定制设计的栅控横向PNP晶体管,开展了大样本、多剂量点的电离总剂量效应实验,获得了双极型晶体管I_B, N_(ot), N_(it)的分散性及其随总剂量变化的统计特性,初步建立了晶体管损伤分散性与N_(ot)分散性的关联.该研究成果可以有效支撑双极型电路辐射可靠性的机理研究与定量评估.     

浮栅ROM器件x射线剂量增强效应实验研究

给出了浮栅ROM器件在钴源和北京同步辐射装置(BSRF)3W1白光束线辐照的实验结果;比较了两种辐照的实验结果及其损伤异同性.通过实验在线测得位错误数随总剂量的变化,给出相同累积剂量时x射线辐照和γ射线辐照的总剂量效应损伤等效关系.获得了浮栅ROM器件x射线剂量增强因子.这些结果对器件抗x射线辐射加固技术研究有重要价值 关键词： EEPROM x射线 剂量增强剂量效应 同步辐射     

Ecofriendly latex films from cassava starch-filled radiation pre-vulcanized natural rubber latex

ABSTRACT

The demands of the usage of hazardous ingredients for sulfur curing system in latex industries decrease with an increase in health-conscious and environmental awareness. This work demonstrates the incorporation of cassava starch (CS) as biodegradable fillers with natural rubber latex (NRL) through a sulfur-free crosslinking technique using radiation pre-vulcanization natural rubber latex (RVNRL) in comparison to sulfur pre-vulcanized natural rubber latex (PvNRL). The 20% CS dispersion was prepared, and 5–25?phr of dispersed CS content were compounded with NRL and formed into films by the coagulant dipping method. Microstructures and crystallinity of the films were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction, and their mechanical properties of NRL/CS films were characterized by tensile and tear tests. The result revealed that the crystallinity of RVNRL films was lower than PvNRL films. The total bond of S?C from PvNRL contributes to high tensile strength compared to C?C intermolecular rubber bond from radiation vulcanization system. The trend of decrement of tensile properties from sulfur crosslinking was larger than radiation crosslinking, and both systems gave similar tensile behavior at 25?phr of CS content. This attributed to the better dispersion of CS in RVNRL as confirmed by SEM micrographs. It was found that the optimum tear strength of RVNRL/CS and PvNRL/CS films was obtained at 10 and 5?phr of filler content, respectively. The result presented in this study may facilitate a contribution to the current literature on the development of latex film by radiation pre-vulcanization for rubber industry in the future.     

Total Ionizing Dose Radiation Effects in the P-Type Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors

The total ionizing dose radiation effects in the polycrystalline silicon thin film transistors are studied. Transfer characteristics, high-frequency capacitance-voltage curves and low-frequency noises(LFN) are measured before and after radiation. The experimental results show that threshold voltage and hole-field-effect mobility decrease,while sub-threshold swing and low-frequency noise increase with the increase of the total dose. The contributions of radiation induced interface states and oxide trapped charges to the shift of threshold voltage are also estimated.Furthermore, spatial distributions of oxide trapped charges before and after radiation are extracted based on the LFN measurements.     

γ射线及质子辐照导致CCD光谱响应退化的机制

光谱响应是表征CCD性能的重要参数。为了研究辐射环境对CCD光谱响应产生影响的规律及物理机制,开展了不同粒子辐照实验,对CCD光谱响应曲线的退化形式及典型波长下CCD光响应的退化情况进行了分析。辐射效应对CCD光谱响应的影响可以分为电离总剂量效应和位移效应导致的退化,本文从这两种辐射效应出发,采用⁶⁰Co-γ射线及质子两种辐照条件,研究了CCD光谱响应的退化规律。针对460 nm（蓝光）和700 nm（红光）等典型CCD光响应波长,从辐射效应导致的损伤缺陷方面分析了CCD光谱响应退化的物理机制。研究发现,在⁶⁰Co-γ射线辐照时CCD光谱响应曲线变化是由于暗信号增加导致的,而质子辐照导致CCD对700 nm波长的光响应退化明显大于460 nm波长的光响应,且10 MeV质子导致的损伤比3 MeV质子更明显,表明位移损伤缺陷易导致CCD光谱响应退化。结果表明,电离总剂量效应主要导致CCD光谱响应整体变化,而位移效应则导致不同波长光的响应差异增大。     

硅双极器件及电路电离总剂量辐照损伤研究

针对硅双极器件及其构成的双极集成电路有着如低剂量率辐照损伤增强效应等不同于其他类型电路的特殊的辐照响应问题, 分析了空间辐射电离总剂量环境及铝屏蔽作用, 双极晶体管及电路总剂量辐照损伤机理, 低剂量率辐照损伤增强效应、规律和电参数变化。通过选取几种典型的双极晶体管和电路进行地面辐照模拟试验和测试, 证明了双极器件及电路的关键参数受辐照影响较大, 特别是对低剂量率辐照损伤增强效应敏感, 低剂量率辐照损伤增强因子基本都大于1.5, 不同双极器件和电路的低剂量率辐照损伤增强效应有着明显的不同, 与器件类型、加工工艺(如氧化层厚度)等密切相关。     

微电路FPGA的γ电离总剂量效应与加固技术

 讨论了Actel公司的FPGA芯片A1280XL在有偏置和无偏置条件下的γ电离总剂量效应，试验结果表明偏置条件对FPGA芯片电离总剂量效应有较大影响，在有偏置下FPGA芯片A1280XL失效阈最小，为12.16 Gy(Si)；无偏置时FPGA失效阈最大，为33.2 Gy(Si)。对芯片内部结构进行了辐射效应分析，并提出一些加固方法提高器件的抗总剂量能力，如电路设计中采用冗余技术来实现对故障的检测和隔离，以及选取适当的屏蔽材料对器件进行屏蔽。     

同步动态随机存储器辐射效应测试系统研制

在分析同步动态随机存储器(SDRAM)辐射效应主要失效现象的基础上,研制了具备了读写功能测试、刷新周期测试及功耗电流测试三种功能的SDRAM辐射效应在线测试系统,并开展了SDRAM的总剂量效应实验研究。结果表明,总剂量效应会导致SDRAM器件的数据保持时间不断减小,功耗电流不断增大以及读写功能失效。实验样品MT48LC8M32B2的功能失效主要由外围控制电路造成,而非存储单元翻转。数据保持时间虽然随着辐照剂量的累积不断减小,但不是造成该器件功能失效的直接原因。     

铁电存储器~(60)Co γ射线及电子总剂量效应研究

以型号为FM28 V100的铁电存储器为研究对象,进行了~(60)Co γ射线和2 Me V电子辐照实验.研究了铁电存储器不同工作方式、不同辐射源下的总剂量辐射损伤规律,用J-750测试部分直流参数和交流参数,分析了存储器敏感参数的变化规律.实验结果表明:对动态、静态加电、静态不加电三种工作方式下的结果进行比较.其中静态加电工作方式下产生的陷阱电荷最多,是存储器最恶劣的工作方式;器件的一些电参数随总剂量发生变化,在功能失效之前部分参数已经失效;在静态加电这种最恶劣的工作方式下,得到~(60)Co γ射线比电子造成更加严重的辐照损伤.     

Radiation effects on room temperature epoxy adhesive molecular structure: Mechanical tests and correlation with calorimetric and outgassing analyses

In applications like space satellites, high-energy physics experiments, and nuclear power stations, epoxy structural adhesives are normally used in an ionizing radiation environment. To check the effects of γ-irradiation on room temperature epoxy adhesives, mechanical measurements were undertaken for three different resins up to the dose of 3 MGy. Both dumbbell and single-lap shear tests were performed. To correlate the measured radiation effects on these mechanical properties with the molecular modifications of the resins, outgassing and calorimetric tests were performed on one of the tested adhesives. As a result of these tests, the mechanical modifications were associated with the combination of reticulation, network scission, and production of low-weight molecules due to radiation. Differences in shear and tensile strength behaviors were associated with the presence of the adhesive-adherend interface.     

三维H形栅SOINMOS器件总剂量条件下的单粒子效应

本文通过数值模拟研究了H形栅SOI NMOS器件在总剂量条件下的单粒子效应. 首先通过分析仿真程序中影响迁移率的物理模型, 发现通过修改了的由于表面散射造成迁移率退化的Lombardi模型, 仿真的SOI晶体管转移特性和实测数据非常符合. 然后使用该模型, 仿真研究了处于截止态 (V_D=5V) 的 H形栅SOI NMOS器件在总剂量条件下的单粒子效应. 结果表明: 随着总剂量水平的增加, 器件在同等条件的重离子注入下, 产生的最大漏极电流脉冲只是稍有增大, 但是漏极收集电荷随总剂量水平大幅增加. 关键词： 单粒子脉冲电流 漏极收集电荷 总剂量效应