~(60)Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究

对某国产0.5μm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)N阱工艺CMOS有源像素传感器的电离总剂量效应进行了研究,通过60Co-γ射线辐照试验,着重分析了对辐射最敏感的暗信号和暗信号非均匀性随总剂量退化的物理机理.实验发现,随着辐照剂量的增加,暗信号和暗信号非均匀性显著退化,并且静态偏置条件下器件的辐射损伤最大.暗信号退化的主要原因是光电二极管pn结和复位晶体管源端N+/Psub结表面边界周围的SiO2产生了大量的界面态;暗信号非均匀性显著退化是由于光电二极管的暗信号增大引起.上述工作可为深入研究CMOS有源像素传感器的抗辐射加固及其辐射损伤评估提供参考.     

60Co-γ-射线辐照法修饰玉米淀粉

采用60Co-γ-射线辐照法修饰玉米淀粉.随着60Co-γ-射线辐照剂量的增加(10-30kGy),扫描电镜(SEM)显示玉米淀粉的分子粒径逐渐变小;X射线衍射法(XRD)表明,玉米淀粉的结晶度逐渐降低.傅里叶红外光谱(FTIR)表明,60Co-γ-射线的辐照能够破坏玉米淀粉分子的缔合氢键,产生羰基和羧基.随着辐照剂量的增加,羰基和羟基的数量增加,玉米淀粉的溶解度从0.29％(原始玉米淀粉)增加到7.8％(30kGy).     

X射线和~(60)Coγ射线辐照食管癌细胞的拉曼光谱研究

食管癌细胞(EC9706)经不同剂量X射线和60Coγ射线辐照后继续培养24h,利用激光拉曼光谱分析EC9706细胞内部蛋白质、核酸、脂类等生物大分子的构象和含量变化。分析发现,两种放射源各剂量组拉曼光谱的峰强和频移与空白对照组之间都存在较大的差异。主要表现为(1)X射线辐照后,对照组光谱中存在的某些谱带,个别剂量组中该谱带却消失。蛋白质主链中骨架C-N振动引起的1114 cm-1谱带在各剂量组中普遍消失,膜脂中膜结合β-胡萝卜素的C=C振动谱带1523 cm-1仅存在于6Gy组。(2)60Coγ射线辐照后,蛋白质酰胺Ⅲ带在中等剂量(4、5Gy)组中β折叠结构向无规卷曲转化,大剂量组中DNA中的磷酸二酯(O-P-O)基团的非氢键化程度增强。拉曼特征峰在不同剂量组中的变化,为进一步从物理能级结构角度研究X射线和60Coγ射线对EC9706细胞的辐照损伤机制提供了实验依据。     

γ射线辐照石英玻璃吸收光谱的研究

石英玻璃以其低热膨胀系数、高紫外透过率而成为不可缺少的光学材料,但并不是所有的石英玻璃都可以作为光学材料。有些石英玻璃在短波长射线环境运行一段时间后,透过率下降,甚至变黑。哪些石英玻璃能够用于射线环境、哪些不能用?这要求对石英玻璃分类。美国Lawerence Livemore国家实验室提出的LL分类法中隐藏一个理论缺陷,即它暗中假定石英玻璃在γ射线照射下,只感生E′,D_0,B_1,Al等4条吸收带,虽然他们所接触的石英玻璃是这种情况,但缺乏理论依据,没有理由认为任何石英玻璃在γ射线照射下只有这4条感生吸收带,事实上确实有的石英玻璃在γ射线照射下还有其他感生吸收带,LL分类法就无法对这种石英玻璃归类。石英玻璃对γ射线的响应有三类,一是有响应的辐照变色石英玻璃,另一是没有响应的耐辐照石英玻璃,第三类是介于这两类之间的、不产生可见的感生吸收带但产生紫外感生吸收带的过渡类石英玻璃。石英玻璃耐γ射线照射的能力取决于杂质总量和羟基含量的比值;比值越大,耐辐照能力越差;比值大于2为变色石英玻璃,比值小于0.01为耐辐照石英玻璃;比值介于其间为紫外透过下降的石英玻璃,即过渡类石英玻璃。     

利用γ-γ符合测量~(60)Co放射源活度

利用NaI(Tl)闪烁探测器测量了60 Co的γ能谱,根据测量的1.173 MeV和1.332 MeV射线的峰面积以及它们符合峰的峰面积,得到了放射源的活度,与实际的源活度偏差为(6.64±0.40)%.说明用此种办法可以测量放射源的活度.     

γ射线辐照处理竹材的X射线光谱研究

利用X射线衍射仪,对γ射线辐照处理前后的竹材进行X射线光谱分析,得出竹材结晶度和微纤丝角在辐照过程中的变化规律。随着辐照剂量的增加,竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势,微纤丝角变化不明显,表明微纤丝角不是影响辐照过程中竹材物理、力学性能变化的主要因子。     

~(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.     

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.     

锆英石的抗γ射线辐照能力和Rietveld结构精修

为研究放射性核素固化介质备选矿物锆英石的抗γ射线辐照结构稳定性,以澳大利亚锆英石为研究对象,通过⁶⁰Co源γ射线辐照装置对样品施以1728 kGy的γ射线辐照.利用X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品的元素含量、γ射线辐照前后的微观形貌及物相变化进行表征,同时利用Rietveld方法对γ射线辐照前后的样品进行了结构精修.结果表明:澳大利亚锆英石经1728 kGy剂量的γ射线辐照后未发生物相变化,射线辐照前后样品的晶胞参数仅发生了10^-4 量级的变 关键词： 锆英石 γ射线 辐照 Rietveld结构精修     

~(60)Ni级联γ跃迁的角关联测量

基于自行设计的实验平台,利用碘化钠和溴化镧闪烁探测器对60Ni级联γ跃迁中两条γ射线(1173.3keV和1332.5keV)的角关联关系进行了测量.基于具体的实验条件对理论值进行修正,得到的实验数据能和其符合得很好,即得到的理论跃迁方式能和60Ni实际的跃迁方式和跃迁性质相吻合.说明该实验设备及方法是可行的,可以用于级联γ辐射角关联关系的测量,有助于学生对原子核γ跃迁有更深入的认识.     

硅单结晶体管γ射线辐照电阻变化规律研究

针对硅材料和硅基器件辐照损伤机理之间存在的矛盾,采用对单结晶体管基区电阻实时监测的方法,得到单结晶体管基区阻值随γ射线辐照剂量的增加先减小后增大的规律.结合国内外硅材料和器件的辐照理论,从γ射线与物质的微观作用分析,提出单结晶体管基区主要的γ射线辐照机制位移效应较电离效应具有一定滞后性的观点,解决了原有矛盾,对器件加固的研究具有重要意义. 关键词： 单结晶体管 γ射线 实时监测 基区电阻     

掺铥光纤γ射线辐照效应实验研究

面向2μm掺铥光纤激光器的空间应用,本文针对典型商用掺铥光纤(TDF)开展了γ射线辐照效应实验研究。利用~(60)Co源放射的γ射线,对由5段同批次Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF样品搭建的2μm光纤激光器进行总剂量为9.0 krad(Si)、剂量率为0.5~3.0 rad/s的辐照效应在线测试。结果表明,TDF的出光性能在辐照过程中出现了显著衰减,衰减幅度随着剂量率的上升而增大。通过对TDF样品在辐照前和辐照后的吸收光谱进行对比测试,观察到在经过总剂量9 krad(Si)的γ射线辐照后,TDF对793 nm泵浦光的吸收峰接近消失。对前述经历γ辐照之后的TDF样品进行2 h的793 nm泵浦光漂白实验测试,未见其出现性能恢复现象。可见,面向空间应用的该典型掺铥光纤需大力提高耐空间辐射性能。     

60Coγ射线辐照对肖特基二极管1/f噪声的影响

在肖特基二极管(schottky barrier diode,SBD)辐照损伤机理和总剂量效应分析的基础上,利用1/f噪声的迁移率涨落和载流子数涨落模型,深入研究辐照损伤对器件1/f噪声的影响.研究结果表明,辐照诱生新的界面态,改变界面态密度分布,进而调制了肖特基势垒高度,增大表面复合速度是引起器件性能退化主要原因,也是1/f噪声剧烈增加的主要原因.正因为如此,噪声与器件退化存在相关性,即噪声拟合参数B越大,偏离标准值越多,器件可靠性越差,抗辐照能力越低,在辐照环境下工作越容易失效.由此可知,1/f噪声特性可以用作SBD辐照损伤机理的研究工具,并有可能用于SBD抗辐射加固的无损评估.     

γ射线辐照处理竹材化学组分及结晶度变化研究

利用核磁共振波谱仪和X射线衍射仪,对γ射线辐照处理前后的竹材进行CP/MAS13C-NMR图谱、XRD光谱分析,得出竹材细胞壁主要化学组分在辐照过程中结构和性质的变化规律.随着辐照剂量升高,竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势,半纤维素发生降解,木质素由非酚型向酚型转变.     

大规模集成电路中子和γ射线综合电离辐照效应研究

研究了反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺大规模集成电路的电离辐照效应。通过对80C196KC20和PSD501B1两种不同芯片在该环境下开展综合辐照试验,发现总的静态电流增长不明显。对试验结果综合分析得出：在反应堆的综合辐照环境下,中子电离效应较弱,并且由于中子位移效应引起载流子迁移率降低和载流子浓度降低,使得总的静态电流下降,从而抵消中子和γ射线综合电离导致的静态电流增长。     

γ射线辐照处理竹材化学组分及结晶度变化研究

利用核磁共振波谱仪和X射线衍射仪,对γ射线辐照处理前后的竹材进行CP/MAS 13C-NMR图谱、XRD光谱分析,得出竹材细胞壁主要化学组分在辐照过程中结构和性质的变化规律。随着辐照剂量升高,竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势,半纤维素发生降解,木质素由非酚型向酚型转变。     

一种新型辐射变色膜的γ射线辐照研究

报道了以高聚物为载体,以有机染料及添加剂为变色指示剂体系,制备一种辐射变色膜。这种辐射变色膜为无色透明固体薄膜,经60Co γ射线辐照后,其颜色变为蓝色。辐照后样品的紫外-可见吸收光谱表明,在可见光区其最强吸收峰出现在624 nm附近。在10～90 kGy的剂量范围内,不含添加剂的辐射变色膜的光密度变化与吸收剂量呈线性关系,而含有添加剂的辐射变色膜对γ射线辐照的响应在50 kGy时就达到饱和。同时还探索了该体系辐照效应的化学反应机理。     

大芯径紫外石英光纤γ射线辐照效应研究

阐述了三种不同芯径的紫外石英光纤的稳态γ射线辐照效应,对比研究了其发光特性、光谱衰减以及光谱展宽。设计了基于钴-60源的大芯径紫外石英光纤稳态γ射线辐照效应实验,对三种芯径(200μm,400μm和600μm)的光纤进行了研究。实验表明,大芯径紫外石英光纤在稳态γ射线辐照下存在稳定的发光现象,并对其光谱衰减有补偿作用,其光谱展宽效应不明显。     

一种新型辐射变色膜的γ射线辐照研究

报道了以高聚物为载体,以有机染料及添加剂为变色指示剂体系,制备一种辐射变色膜。这种辐射变色膜为无色透明固体薄膜,经60Co γ射线辐照后,其颜色变为蓝色。辐照后样品的紫外-可见吸收光谱表明,在可见光区其最强吸收峰出现在624 nm附近。在10～90 kGy的剂量范围内,不含添加剂的辐射变色膜的光密度变化与吸收剂量呈线性关系,而含有添加剂的辐射变色膜对γ射线辐照的响应在50 kGy时就达到饱和。同时还探索了该体系辐照效应的化学反应机理。     

大规模集成电路中子和γ射线综合电离辐照效应研究

 研究了反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺大规模集成电路的电离辐照效应。通过对80C196KC20和PSD501B1两种不同芯片在该环境下开展综合辐照试验,发现总的静态电流增长不明显。对试验结果综合分析得出：在反应堆的综合辐照环境下,中子电离效应较弱,并且由于中子位移效应引起载流子迁移率降低和载流子浓度降低,使得总的静态电流下降,从而抵消中子和γ射线综合电离导致的静态电流增长。