空间微小碎片累积撞击损伤效应加速模拟研究

利用等离子体驱动微小碎片加速器对太阳同步轨道上太阳电池在轨10年遭遇微小碎片超高速撞击的累积损伤效应进行了加速模拟, 获得了电池性能参数的损伤结果, 并与所建立的损伤评估模型的预测结果进行了分析比较, 二者基本一致.     

不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应及其防护方法

基于建立的不同工艺尺寸的CMOS器件模型,利用TCAD器件模拟的方法,针对不同工艺CMOS器件,开展了不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应(SEL)的研究。研究表明,器件工艺尺寸越大,SEL效应越敏感。结合单粒子闩锁效应触发机制,提出了保护带、保护环两种器件级抗SEL加固设计方法,并通过TCAD仿真和重离子试验验证防护效果,得出最优的加固防护设计。结果表明,90nm和0.13μm CMOS器件尽量选用保护带抗SEL结构,0.18μm或更大工艺尺寸CMOS器件建议选取保护环抗SEL结构。     

空间用GaN功率器件单粒子烧毁效应激光定量模拟技术研究

利用飞秒脉冲激光对氮化镓(GaN)功率器件进行单粒子烧毁效应定量评估技术研究,针对器件结构建立脉冲激光有效能量传输模型,理论计算了激光有效能量与重离子线性能量传输(LET)的等效关系并开展了试验验证.考虑器件材料反射率与吸收系数对激光的影响,针对介质层界面间的激光多次反射进行参数修正,减小有源区有效能量计算误差.选择一款氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)与一款肖特基势垒二极管(SBD)功率器件作为典型案例,分别开展飞秒脉冲激光正面与背部辐照试验,计算诱发单粒子烧毁的有效能量,并得到不同入射激光波长的烧毁等效LET阈值,对比了模型理论计算值与实际测量值.同时,研究结果对材料参数未知的GaN功率器件,提供了正面与背部辐照模型的激光试验波长选择参考.该工作将为激光定量评估空间用GaN等宽禁带半导体器件的单粒子烧毁效应机理研究及加固设计与验证提供技术支撑.     

低能离子对酪氨酸溶液损伤作用的光谱研究初报

利用气体我放电产生低能离子,其在放电间隙的电场加速下撞击水溶液样品。了低能离子作用后酪氨酸溶液的紫外及红外吸收光谱的变化。结果表明,气体放电产生的离子对Ｔｙｒ造成了多种损伤。不仅使化学键断裂,分子解体,而且外来的活性离子会与溶液中的元素形成新的化学基团,妆在受损伤分子碎片上组成新的损伤物质,充分体现了低能离子与物质相互作用的“离子沉积”效应。     

化学法富集水中微量元素的x射线荧光分析

本文首次研究了PAN和5-Br-PADAP联合共沉淀富集水中微量重金属元素的条件,并成功地用于自来水、黄河水中Cd、Pb、U、Zn、Cu、Nj、Co、Fe、Mn的X射线荧光测定。1升水样的检测极限约为Cd0.5、Pb0.07、U0.09、Zn0.02、Cu0.003、Ni0.002、Co     

基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置

近地轨道能量为5eV的原子氧对航天器表面影响的地面等效模拟, 是世界各航天国家竟相研究的重要领域. 本文介绍一种基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置, 本装置由永磁PIG离子源、两电极引出系统、电子过滤器、单透镜、减速电极和样品架组成. 目前, 这一装置已安装在中国科学院空间科学与应用研究中心小碎片加速器上, 并开展了初步实验. 当离子源放电电流50mA, 在2kV和3kV的引出电压下, 引出的氧负离子分别为200μA和300μA. 并开展了减速实验和kapton膜的溅蚀研究. 由于原子氧装置和小碎片加速器供用同一个靶室. 因此, 这一安排还可以同时开展小碎片和原子氧对空间材料的撞击和侵蚀的研究.     

空间微小碎片对低轨道航天器太阳电池表面撞击损伤研究

低轨道空间微小碎片密度相对较高,对太阳电池等大面积暴露材料的累积撞击损伤效应是航天器设计中应考虑的主要问题之一.以典型的太阳同步轨道为例分析和计算了太阳电池表面所遭遇的微小碎片通量,进行了微小碎片的撞击损伤模拟实验,并建立了撞击损伤方程.根据碎片通量分布及撞击损伤方程计算了微小碎片的超高速撞击所产生的太阳电池表面的面积损伤率,通过光学透射率的实验测试并结合理论模型,对碎片导致的太阳电池光学透射率衰减进行了计算和分析.结果表明,10a累积撞击导致的太阳电池表面的面积损伤率平均约为0.61%,严重时达到2.3 关键词： 微小碎片 超高速撞击 太阳电池 玻璃盖片     

航天器内部充电效应及典型事例分析

航天器内部充电效应是由空间高能电子诱发的,通常发生在航天器内部以及表面绝缘材料深层,所产生的放电击穿及静电放电脉冲干扰较表面充电更为严重. 对内部充放电的一般规律进行了总结,并就一次典型的航天器异常事件,从异常的时空表现特征及其与高能电子环境扰动的相关性角度进行了深入分析和定量计算,得出了高能电子产生的内部充电引起的卫星异常的结论,为卫星异常诊断提供了范例.     

电子辐照下聚合物介质深层充电现象研究

空间辐射环境中,聚合物介质的深层充放电效应是威胁航天器安全的重要因素之一.文中在Chudleigh和von Berlepsch所发展的电位衰减模型基础上引入传输电流项,考虑了电子入射引起的感应电导率和感应电场的影响,提出了新的分析研究介质材料深层充电规律和特征的模型.通过该模型,分析了不同辐射条件下介质的表面电位、内部电荷与电场分布的变化,并设计实验及援引其他实验数据对模型分析结果进行验证.分析和实验结果表明,聚合物介质在深层充电过程中的平衡电位随着入射电子束流强度和介质电阻率的增加而增大,决定深层充电平 关键词： 深层充电 电荷传输模型 电子束 聚合物     

Distribution of charged lunar dust in the south polar region of the moon

Lunar dust is one of the most threatening problems confronting the return of human beings to the moon. In this work we studied the spatial distribution behavior of charged lunar dust in the solar wind plasma environment in the south polar region of the moon and considered the influence of a mini-crater using Spacecraft Plasma Interactions Software. The distribution of dust and plasma at low solar altitude angles of 20° and 0° was studied, and the spatial density of lunar dust was ~10^10.4 m^-3 and ~10^11.5 m^-3, respectively. This is because a higher surface potential will result in transportation of small dust particles and photoelectrons can also neutralize positively charged lunar dust. The dust density in the plasma void region created by a mini-crater with a 5 m high wall was studied. We obtained a quasi-neutral electric environment in the plasma void region of the mini-crater, and the dust density was about a magnitude lower than that in other regions. The dust risk to a spacesuit is much lower on the nightside than on the dayside, but there is severe charged lunar dust transport in the region between light and shade, which is dominated by the difference in surface and plasma potential caused by photoelectrons.