电子辐射环境中NPN输入双极运算放大器的辐射效应和退火特性

本文对不同偏置下的NPN输入双极运算放大器LM108分别在1.8 MeV和1 MeV两种电子能量下、不同束流电子辐照环境中的损伤特性及变化规律进行了研究, 分析了不同偏置状态下其辐照敏感参数在辐照后三种温度 (室温, 100 ℃, 125 ℃) 下随时间变化的关系, 讨论了引起电参数失效的机理, 并且分析了器件在室温和高温的退火效应以讨论引起器件电参数失效的机理. 结果表明, 1.8 MeV和1 MeV 电子对运算放大器LM108主要产生电离损伤, 相同束流下1.8 MeV电子造成的损伤比1 MeV 电子更大, 相同能量下0.32 Gy(Si)/s束流电子产生的损伤大于1.53 Gy(Si)/s束流电子. 对于相同能量和束流的电子辐照, 器件零偏时的损伤大于正偏时的损伤. 器件辐照后的退火行为都与温度有较大的依赖关系, 而这种关系与辐照感生的界面态密度增长直接相关.     

CMOS器件60Coγ射线、电子和质子电离辐射损伤比较

利用TRIM95蒙特卡罗软件计算了质子在二氧化硅中的质量阻止本领和能量沉积,比较了质子在二氧化硅中的电离阻止本领与核阻止本领,分析了质子在材料的表面吸收剂量与灵敏区实际吸收剂量的关系.利用60Coγ射线、1MeV电子和2-9 MeV质子对CC4007RH和CC4011器件进行辐照实验,比较60Coγ射线和带电粒子的电离辐射损伤情况.实验结果表明,60Coγ射线、1MeV电子和2-7MeV质子辐照损伤效应中,在0V栅压下可以相互等效;在5V栅压下,以60Coγ射线损伤最为严重,1MeV电子的辐射损伤与60Coγ射线差别不大,9MeV以下质子辐射损伤总是小于60Coγ射线,能量越低,损伤越小.     

645 MeV Xe35+离子辐照SiO2在线光发射的研究

离子辐照可以改变二氧化硅(SiO₂)的晶体结构和光学性质.采用645 MeV Xe³⁵⁺离子辐照SiO₂单晶,在辐照过程中,利用光栅光谱仪测量在200—800 nm范围内的光发射.在发射光谱中,观测到中心位于461和631 nm的发射带.这些发射带是弗伦克尔激子辐射退激产生的,其强度与辐照离子能量和辐照离子剂量密切相关.实验结果表明:发射光强随离子在固体中的电子能损呈指数增加.由于离子辐照对晶体造成损伤,发射光谱强度随辐照剂量的增加而降低.文中讨论了这些与晶体结构有关的发射带,结合能量损失机制讨论了激子形成和退激过程.快重离子辐照过程中发射光谱的原位测量对研究辐照改性具有重要意义,有助于揭示离子辐照引起晶体损伤的物理机制.     

1.0 MeV电子辐照致VO_2(B)薄膜结构与光谱改变研究

本文以能量为1.0 MeV的电子束辐照VO2(B)薄膜,对电子辐照在薄膜中产生的缺陷进行了理论计算,同时使用X射线衍射仪、原子力显微镜、分光光度计对薄膜进行测试,分析了电子辐照对薄膜结构、形貌与紫外-可见光谱(280~880nm)的影响。结果显示:电子辐照可以在薄膜中引入点缺陷并产生退火效应,电子辐照使薄膜的表面晶粒细化,辐照后薄膜光谱的吸收峰位发生移动,其移动的最大位移达到21nm,辐照后薄膜的光学禁带宽度也有所增加。     

12MeV电子辐照缺陷能级的研究

近年来,利用1—12MeV加速电子辐照,在硅材料中可以成功地引入复合中心,并代替扩金等工艺.它有效、精确地控制了器件寿命参数.全面衡量器件各参数,可以看出,12 MeV电子辐照比低能量电子辐照或Co-r,辐照更有利于半导体器件参数的全面最佳化.在1—12MeV电子辐照中,12MeV电子有较强的穿透力和引入缺陷的能力.在相同的复合效果条件下,12MeV电子辐照又比r辐照剂量小得多. 本文研究在3×1012—6×1013e/cm2剂量范围内,12MeV电子辐照在硅中产生的缺陷能级及其退火特性,讨论了缺陷能级随辐照剂量的变化和对少子寿命的影响. 一、样品与实验 实验…     

氟化钡晶体电注入着色临界温度及光谱特性

利用用自行研制的电注入实验装置,对氟化钡晶体进行电注入并使之有效着色. 由基本理论得到氟化钡晶体电注入临界温度,着色氟化钡晶体产生大量F和FA色心. 研究结果表明,经电注入氟化钡晶体,F色心首先在阴极附近产生,而且室温下F色心很不稳定.     

超低泄漏电流二极管单粒子位移损伤电流计算

提出了一种计算超低泄漏电流硅二极管的单粒子位移损伤电流的方法。采用SRIM软件计算了252Cf源的裂变碎片入射二极管产生的初级撞出原子的分布, 并采用Shockley-Read-Hall复合理论探讨了单粒子位移损伤电流值与缺陷参数的关系, 计算了252Cf源辐照引起的单粒子位移损伤电流台阶值, 计算结果与实验结果一致。针对耗尽区电场非均匀的特点, 提出电场分层近似方法来考虑处于耗尽区中不同位置的初级撞出原子产生的缺陷对泄漏电流的影响。结果表明, PN结附近电场增强载流子产生效应最显著, 考虑电场增强效应的情况下单个Frenkel缺陷引起的泄漏电流比未考虑电场增强效应时高约44倍;裂变碎片80 MeV Nd入射比106 MeV Cd入射引起的单粒子位移损伤电流大;252Cf源的裂变碎片在二极管中引起的单粒子位移损伤电流台阶值主要集中于1 fA至1 pA之间。     

CMOS器件60Co γ射线、电子和质子电离辐射损伤比较

利用TRIM95蒙特卡罗软件计算了质子在二氧化硅中的质量阻止本领和能量沉积，比较了质子在二氧化硅中的电离阻止本领与核阻止本领，分析了质子在材料的表面吸收剂量与灵敏区实际吸收剂量的关系.利用⁶⁰Co γ射线、1MeV电子和2—9 MeV质子对CC4007RH和CC4011器件进行辐照实验，比较⁶⁰Co γ射线和带电粒子的电离辐射损伤情况.实验结果表明，⁶⁰Co γ射线、1MeV 电子和2—7MeV质子辐照损伤效应中，在0V栅压下可以相互等效； 关键词： γ射线 电子 质子 辐射损伤     

位移损伤剂量法评估空间GaAs/Ge太阳电池辐照损伤过程

本文针对GaAs/Ge太阳电池,利用位移损伤剂量法研究了其在轨服役条件下的性能退化行为.首先在地面模拟辐照环境中,试验获得了在不同能量的电子和质子辐照下的电池性能随辐照注量的退化行为.基于上述实验结果以及计算获得的带电粒子在电池中的非电离能量损失(NIEL)获得了不同能量电子辐照位移损伤的等效指数n为1.7,电子损伤剂量转化为质子损伤剂量等效系数为5.2,并进一步建立了电池性能随位移损伤剂量的退化方程.利用该方法对国产GaAs/Ge太阳电池在500,22000和36000 km轨道带电粒子辐 关键词： GaAs/Ge太阳电池 辐照损伤 带电粒子 位移损伤剂量     

MSM结构GaAs探测器的抗辐照性能

研究一种双金属接触的GaAs半导体探测器在14MeV中子辐照下的性能.测量了探测器经过10¹²n/cm²中子辐照剂量后的反向漏电流、电荷收集效率和最小电离粒子能谱,并且与⁶⁰Co 1.25MeV光子辐照的测量结果相比较.对中子辐照引起探测器时间性能变化和辐照损伤机制进行了探讨.并根据实验结果提出了这种双金属接触GaAs探测器灵敏层分布的一种假设,理论计算和实验数据相符合.     

不同能量质子辐照诱发CCD图像传感器性能退化实验与分析

为了评估电荷耦合器件(CCD)在空间科学探测以及航天卫星成像等空间辐射环境中应用的可靠性,揭示了CCD转换增益以及线性饱和输出等重要性能参数的退化机制及其实验规律。辐照实验在质子回旋加速器上进行,质子能量为60 MeV和100 MeV,质子注量分别为1×10¹⁰ cm^-2、5×10¹⁰ cm^-2和1×10¹¹ cm^-2。将CCD的主要性能参数在两个不同能量质子辐照后进行比较,实验结果表明,CCD的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤非常敏感,辐照后转换增益和线性饱和输出明显下降,且暗信号尖峰和暗电流明显增大。此外,分析了质子辐照CCD诱发的电离损伤和位移损伤,给出了CCD性能参数退化与质子辐照能量和注量的变化关系曲线。     

质子辐照对国产“一”字型保偏光纤损伤效应研究

航天器在空间环境中运行时,会受到质子的辐照,光纤环作为航天器上光纤陀螺的重要组成部件受辐照影响 最为严重.为了研究国产“一”字型保偏光纤因质子辐照导致辐照诱导损耗的变化规律及其辐照损伤机理, 选择质子能量为5 MeV和10 MeV,光源波长为1310 nm,原位测量了光纤传输功率变化情况,计算出辐照诱导损耗. 利用SRIM软件,模拟能量分别为5 MeV和10 MeV质子辐照在光纤中的电离和位移损伤分布.借助X 射线光电子能谱仪分析辐照前后O 1s和Si 2p解析谱,借助傅里叶变换红外光谱仪观察光纤辐照前后光谱变化情况研究发现,在波长为1310 nm处, 光纤的辐照诱导损耗随着质子注量的增加而增长,主要原因是由于光纤纤芯中Si-OH的浓度增加所导致. 而且能量为5 MeV质子辐照造成光纤的辐照诱导损耗比10 MeV严重,这是因为5 MeV质子在光纤纤芯处造成的 位移和电离损伤均比10 MeV严重,即产生的Si-OH数量多.     

4H-SiC NMOS电子、质子辐照数值模拟

 分析了高能电子、质子对4H-SiC的损伤机理,建立了4H-SiC NMOS器件物理模型。电子、质子辐照效应模型。应用ISE-TCAD软件进行数值模拟计算,得出在能量为2.5 MeV、注量为5×10¹³ cm^-2的电子辐照及能量为6.5 MeV、注量为2×10¹⁴ cm^-2的质子辐照下,4H-SiC NMOS转移特性曲线和亚阈值漏电流曲线变化的初步规律。数值模拟结果与相同条件下Si NMOS实验结果吻合较好。     

电子束辐照烟气脱硫脱氮反应器中的剂量分布的模拟计算

采用Monte-Carlo程序EGSnrcMP对能量为0.8MeV的电子束辐照烟气脱硫脱硝反应器中的剂量分布进行了模拟计算,将计算的结果运用MATLAB数学分析软件进行了数据处理,对能量为0.5MeV的电子束辐照烟气脱硫脱硝反应器中的剂量分布进行了模拟计算,并与文献中实验测量值进行了比较。结果表明:采用EGSnrcMP程序计算所得到的剂量与实验结果吻合。     

电子辐照致VO_2(B)薄膜结构与红外光谱改变

本文以能量为1.0 MeV的电子束辐照VO2(B)薄膜,对电子辐照在薄膜中产生的缺陷进行了理论计算,使用X射线衍射仪、傅立叶中红外光谱仪对薄膜进行测试,分析了电子辐照对薄膜结构与红外光谱(3400~400 cm-1)的影响。结果显示:电子辐照可以在薄膜中引入点缺陷并产生退火效应,电子辐照在薄膜中引入的点缺陷,可以使V-O=V受到破坏,退火可以使V-O=V振动得到恢复,而电子辐照对薄膜八面体角度弯曲振动影响不大。     

重离子辐照SiO2通过能量损失产生发光色心的研究

通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中,简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位,其主要诱发蓝光发射带;在高能离子辐照条件下,离子径迹上的能量密度较大,因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹,形成了复杂的色心(F2+和F3+色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合,表明在keV～MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。     

高重频CO_2激光损伤HgCdTe晶体的数值分析

针对CO2激光作用下HgCdTe晶体的损伤问题进行了数值分析。首先,建立了高重频CO2激光损伤Hg0.784Cd0.216Te晶体的三维热传导物理模型;然后,利用有限元方法计算了单脉冲和高重频CO2激光作用下,Hg0.784Cd0.216Te晶体的损伤阈值;最后,分析了激光重频以及辐照时间对晶体损伤阈值的影响。研究结果表明:单脉冲激光辐照下,晶体的损伤阈值为64.5 J/cm2;高重频(f>1 kHz)激光辐照下,激光重频的改变对晶体损伤阈值的影响较小,损伤阈值应由平均功率密度表征,且与辐照时间密切相关;辐照时间的增加,可以有效地减小晶体的损伤阈值,当激光辐照功率密度<1.95 kW/cm2时,不会发生晶体损伤。研究结果对高重频CO2激光在激光加工以及激光防护的应用方面具有指导意义。     

~(60)Co辐照损伤对发光二极管性能影响的研究

通过引入散射理论建立了发光二极管模型,并考虑低计量率电离辐照损伤影响,建立了器件材料散射因子与辐照损伤的关系模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件在不同辐照条件下的电学特性,实验结果与理论模型符合良好.通过对测量结果和以上模型的分析,深入研究低剂量电离辐照损伤和发光二极管性能衰减的关系.证实由于复合中心上的电子浓度增加,导致界面态浓度和散射几率的略微增大,从而造成其I-V和L-V特性的略微衰减.同时由于重离子辐照可直接产生位移效应,使界面态浓度明显上升,因此其对发光二极管的影响较电离辐照大很多.     

60Co辐照损伤对发光二极管性能影响的研究

通过引入散射理论建立了发光二极管模型,并考虑低计量率电离辐照损伤影响,建立了器件材料散射因子与辐照损伤的关系模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件在不同辐照条件下的电学特性,实验结果与理论模型符合良好.通过对测量结果和以上模型的分析,深入研究低剂量电离辐照损伤和发光二极管性能衰减的关系.证实由于复合中心上的电子浓度增加,导致界面态浓度和散射几率的略微增大,从而造成其I-V和L-V特性的略微衰减.同时由于重离子辐照可直接产生位移效应,使界面态浓度明显上升,因此其对发光二极管的影响较电离辐照大很多.     

MeV能量离子在生物样品中的能量损失与能量离散

为了研究 MeV能量离子在生物样品中的能量损失与能量离散, 分别使用1.0, 1.8和2.8 MeV质子和4.5 MeV氦离子分别辐照不同质量厚度的洋葱内表皮膜。 当质子穿过该生物样品后, 可以利用透射能谱测量透射离子的能量损失和能量离散。 实验结果显示, 在以上的生物样品中, MeV能量离子的能量损失值和TRIM程序模拟的结果相吻合, 但是透射离子的能量离散值却与TRIM程序模拟结果有很大的不同。 结合生物样品的结构不均匀的特性, 对Bohr能量离散理论进行了修正, 并发现修正后的Bohr能量离散理论计算结果与实验值符合得很好。