975 nm量子阱激光二极管的质子位移损伤

针对典型卫星轨道辐射环境下激光二极管(LD)的可靠性评估问题，对自研的975 nm GaAs基量子阱(QW)LD开展了10 MeV质子、3×10⁸～3×10¹¹ cm^-2注量的地面模拟辐照实验。结合蒙特卡罗软件仿真模拟和数学分析方法，全面研究了器件位移损伤退化规律，以及不同注量、不同辐照缺陷对器件功率特性、电压特性和波长特性等关键参数的影响。结果显示，质子辐照会引入非辐射复合中心等缺陷并破坏界面结构，导致载流子浓度降低、光电限制能力下降，宏观上体现为器件阈值电流增加、输出功率下降、波长红移和单色性受损。同时，3×10¹⁰ cm^-2以上注量的10 MeV质子等效位移损伤剂量辐照会对975 nm QW LD性能产生较大影响。     

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。     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件中子位移损伤效应及机理

针对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件和异质结构在西安脉冲反应堆上开展了中子位移损伤效应研究,等效1MeV中子注量为1×10¹⁴n/cm².测量了器件在中子辐照前后的直流特性和1/f噪声特性,并对测试结果进行理论分析,结果表明:中子辐照在器件内引入体缺陷,沟道处的体缺陷通过俘获电子和散射电子,造成器件电学性能退化,主要表现为阈值电压正漂、输出饱和漏电流减小以及栅极泄漏电流增大.经过低频噪声的测试计算得到,中子辐照前后,器件沟道处的缺陷密度由1.78×10¹²cm^–3·eV–1增大到了1.66×1014cm^–3·eV^–1.采用C-V测试手段对肖特基异质结进行测试分析,发现沟道载流子浓度在辐照后有明显降低,且平带电压也正向漂移.分析认为中子辐照器件后,在沟道处产生了大量缺陷,这些缺陷会影响沟道载流子的浓度和迁移率,进而影响器件的电学性能.     

CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号。     

质子辐照对纯铝薄膜微观结构的影响

利用透射电子显微镜(TEM)详细分析了不同剂量的质子辐照纯铝薄膜样品的微观结构, 质子的能量E=160 keV.实验表明,质子辐照能够在Al薄膜中诱发空位位错圈,在实验范围内,位错密度随辐照剂量的增加而增加;质子辐照在1×10¹¹—4×10¹¹/mm²范围内随辐照剂量的增加,位错圈数量密度以及位错圈尺寸都随之增加.在较高剂量6×10¹¹/mm²辐照下,位错圈数量密度减小,但其尺寸显著 关键词： 质子辐照 空位簇缺陷 位错圈 微观结构     

质子辐照CH3NH3PbI3基钙钛矿太阳能电池的损伤效应

针对钙钛矿太阳能电池(PSCs)的空间应用,研究了动能为0.1—20.0 MeV的质子在CH₃NH₃PbI₃(简称MAPbI₃)薄膜及其太阳能电池中引起的损伤效应.结果表明, PSCs具有良好质子辐照稳定性,当0.1 MeV(2.0 MeV)质子的注量超过1×10¹³ p/cm² (1×10¹⁴ p/cm²)时,才会引起电池光电性能的降低. PSCs载流子传输层的辐照退化可能是造成电池性能降低的主要原因. MAPbI₃中的有机成分MAI会在质子辐照作用下发生分解,分解产生的气态产物(NH₃和CH₃I)将最终导致PSCs表面金电极的剥落.对于具有更大离子射程的10 MeV和20 MeV质子,入射质子会在PSCs的玻璃基底中产生色心缺陷,造成玻璃对可见光透射率的降低.色心缺陷可以在室温或100℃条件下发生热退火,降低玻璃的透射损失.     

热峰模型在聚碳酸酯非晶化潜径迹中的应用

为了描述快重离子在聚合物中的潜径迹行为，用不同能量的快重离子 (1158GeVFe5656,1755GeVXe136¹³⁶及2636GeVU238²³⁸) 辐照 叠层半结晶聚碳酸酯膜 (Makrofol KG型)，结合x射线衍射测量技术，在较宽的电子能损 (1 9—171keV/nm)和离子注量（5×1010¹⁰—3×1012¹² cm-2^-2）范围研究了离子在半 关键词： 离子辐照 聚碳酸酯 非晶化 潜径迹     

Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管抗辐射特性的研究

本文采用γ射线、高能电子和中子对Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)的抗辐射特性进行了研究.研究发现对于γ射线和1 MeV电子辐照,-30 V辐照偏压对器件的辐照效应没有明显的影响.经过1 Mrad(Si)的γ射线或者1×l0¹³ n/cm²的中子辐照后,Ti/4H-SiC肖特基接触都没有明显退化;经过3.43×10¹⁴ e/cm²的1 MeV电子辐照后Ti/4H-SiC的势垒高度比辐照前轻微下降,这是由于高能 关键词： 碳化硅 肖特基 辐照 偏压     

氢离子注入对硅单晶电子辐照缺陷和氢泡形成的影响

以50keV和100keV能量的氢离子注入p型(100)直拉硅单晶薄膜。注入剂量为10¹⁵—2×10¹⁷H⁺/cm²。试样在HU-1300型超高压透射电子显微镜中进行电子辐照和原位加热动态观察。结果表明在20—300℃温度范围内与未注氢硅相比,注氢硅在相同的电子辐照条件下产生的电子辐照缺陷较少,电子辐照缺陷形成所需的潜伏时间较长。在电子显微镜中加热试样时于190℃开始观察到氢泡,190—220℃范围内氢泡逐渐产生并长大 关键词：     

拟南芥胚的不同区域对MeV离子辐照的响应

利用不同能量的质子在大气环境中辐照拟南芥的含水种子，能量从1.1MeV到6.5MeV.根据模拟计算结果，相应能量的离子对种子的损伤区域分别为胚的浅层、胚的一半和整个胚.本实验中，具有较高能量的质子可以完全均匀地作用于拟南芥生长、发育及遗传密切相关的胚茎端分生组织，而能量较低的质子则不能直接作用于茎端分生组织.实验所用质子注量范围为4×10⁹ions/cm²—1×10¹⁴ions/cm².实验结果显示，虽然拟南芥种子的发芽率和幼苗存活率随离子注量增加都呈现下降的趋势，但对应于不同的胚损伤区域，即在不同的入射质子能量条件下，注量曲线具有各自的特征.实验结果显示，拟南芥种子中除了胚茎端分生组织作为对离子辐照敏感的辐射主靶外，茎端分生组织之外的胚区域可能作为离子辐射次靶，影响到最终的辐射生物学效应. 关键词： 离子辐照 拟南芥 胚区域 生物效应     

Mo/Si多层膜在质子辐照下反射率的变化

为了检验应用在极紫外波段空间太阳望远镜上Mo/Si多层膜反射镜在空间辐射环境下反射率的变化情况, 模拟了部分空间太阳望远镜运行轨道的辐射环境, 利用不同能量和剂量的质子对Mo/Si多层膜反射镜进行辐照实验.辐照前后反射率测量结果显示,由于带电粒子的辐照损伤,质子辐照会使Mo/Si多层膜反射镜的反射率降低,且质子能量越低、剂量越大,对多层膜的反射率影响越明显. 当质子能量E=160keV,剂量＝6×10¹¹/mm²时,反射率降低4.1%;能量E=100keV,剂量=6×10¹¹/mm²时, 反射率降低5.7%;能量E=50keV,剂量=8×10¹²/mm²时,反射率降低10.4%. 用原子力显微镜测量辐照后Mo/Si多层膜反射镜的表面粗糙度比辐照前明显增加,致使散射光线能量逐渐增大并最终导致反射率的降低. 关键词： 质子辐照 Mo/Si多层膜反射镜 辐照损伤     

电荷耦合器件中子辐照诱发的位移效应

为研究电荷耦合器件空间辐照效应、参数退化机理,对国产64×64像元电荷耦合器件进行了中子辐照位移损伤效应研究。样品在中子辐照下,暗信号、暗信号非均匀性和电荷转移效率等关键性能参数退化显著。研究结果表明:暗信号的退化是由于中子辐照产生的体缺陷能级在耗尽层中充当复合-产生中心,增大了热载流子的产生率所致,而各像素单元暗信号退化的不一致性使暗信号非均匀性增大;电荷转移效率显著减小则是由于中子辐照在转移沟道中产生的体缺陷不断捕获、发射电子所引起。在整个实验过程中,饱和输出电压的退化可以忽略不计,表现出较好的抗位移损伤能力。     

快重离子辐照聚酰亚胺潜径迹的电子能损效应

快重离子辐照聚合物材料时，由于密集电离激发在其路径上产生几纳米直径的潜径迹，径迹形貌受离子种类、离子能量等多种因素的影响.为了研究电子能损对径迹形成所起的作用，利用1.158GeV 的Fe⁵⁶离子和 1.755GeV Xe¹³⁶离子在室温真空环境下辐照叠层聚酰亚胺(PI)薄膜，结合傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析技术对辐照引起的化学变化进行了测量.聚酰亚胺官能团的降解及炔基的生成是离子辐照聚合物的主要特征，在注量1×10¹¹到6×10¹²/cm²范围及较宽的电子能损(dE/dX)_e范围 (Fe⁵⁶ 离子：2.2 到 5.2 keV/nm， Xe¹³⁶ 离子：8.6 到 11.3 keV/nm)对官能团的断键率及炔基生成率进行了研究. 红外结果显示在实验涉及的能损范围都有炔基生成，应用径迹饱和模型对实验结果进行拟合，不同能损下的平均损伤径迹半径及炔基生成径迹半径被得到，通过热峰模型对实验结果拟合，给出了离子在聚酰亚胺中产生潜径迹的能损阈值，实验给出的径迹形貌的电子能损效应曲线与热峰模型预言走势基本一致. 关键词： 离子辐照 潜径迹 红外光谱 热峰模型     

氦氢离子协同注入对锆膜形貌及物相结构的影响

采用磁控溅射法制备了Zr-Mo膜,随后在低能静电加速器上分别采用剂量为2.80×10¹⁷～1.12×10¹⁸ions·cm^-2的He⁺、H⁺离子辐照Zr-Mo膜,利用光学透镜、扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射研究He⁺、H⁺离子协同注入效应对Zr-Mo膜微观结构的影响。实验结果表明:原始Zr-Mo膜表层晶粒清晰可见,尺寸约为200nm;辐照效应可导致Zr-Mo膜表层产生微观损伤区域,在注He⁺基础上注H⁺导致Zr-Mo膜出现更为严重的损伤现象;离子注入的表面溅射效应可使膜面晶粒边界逐渐刻蚀退让,导致膜面更加光滑、细致;He⁺、H⁺离子协同注入可使Zr-Mo膜晶格发生畸变,注入期间未使Zr-Mo膜发生吸H相变生成氢化物。     

基区表面势对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤的影响

通过在常规横向PNP晶体管基区表面氧化层上淀积栅电极,制作了可以利用栅极偏置调制基区表面势的栅控横向PNP晶体管。对无栅极偏置电压和偏置电压分别为-10V和10V的栅控横向PNP晶体管,在西安脉冲反应堆上开展注量为2×1012,4×1012,6×1012,8×1012,1×1013 cm-2的中子辐照实验,研究基区表面势的增加和降低对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤退化特性的影响。研究结果表明,基区表面势的增加引起栅控横向PNP晶体管共射极电流增益倒数的变化量随辐照中子注量的退化速率增加,基区表面势的降低对位移损伤退化速率无明显影响。     

质子与中子辐照对电荷耦合器件暗信号参数的影响及其效应分析

对科学级电荷耦合器件(charge-coupled device, CCD)进行了质子和中子辐照试验及退火试验, 应用蒙特卡洛方法计算了质子和中子在CCD中的能量沉积, 分析了器件的辐射损伤机理. 仿真计算了N⁺埋层内沉积的位移损伤剂量, 辐照与退火试验过程中主要考察暗信号的变化规律. 研究结果显示, 质子与中子辐照均会引发暗信号退化, 其退化的规律与位移损伤剂量变化一致; 退火后, 质子辐照所致CCD暗信号大幅度恢复, 其体暗信号增加量占总暗信号增加量的比例最多为22%; 中子辐照引发的暗信号增长主要为体暗信号. 质子和中子在N⁺埋层产生相同位移损伤剂量的情况下, 两者导致的体暗信号增长量相同, 质子与中子辐照产生的体缺陷对体暗信号增长的贡献是同质的.     

γ辐照室温短波HgCdTe光伏器件的导纳谱研究

利用变频导纳谱研究了γ辐照前后Hg_1－xCd_xTe(x=0.6)n⁺-on-p结中的深能级缺陷．辐照前其缺陷能级位置在价带上0.15 eV,俘获截面σ_p＝2.9×10^-18cm²,缺陷密度N_t＝6.5×10¹⁵cm^-3,初步认为是Hg空位或与其相关的复合缺陷;经过10⁴Gy的γ辐照后其能级变得更深,在价带上0.19 eV,同时其俘获截面增加了近一个数量级,而缺陷密度基本上没有变化．γ辐照引入的这种能级变化最终使器件的性能(探测率)下降了1/2以上． 关键词：     

基于紧凑型D-D中子发生器的热中子照相慢化准直器设计

热中子照相是一种重要的无损检测技术,是X射线照相技术的重要补充,小型化热中子照相系统有重要研究应用前景。基于紧凑型D-D中子发生器,采用蒙特卡罗程序MCNP-4C,通过中子和γ射线的输运模拟,完成了热中子照相慢化准直器的模拟研究与设计。慢化准直器准直比约为3.58,模拟研究结果显示,在D-D中子发生器中子产额大于5×10⁸ n/s条件下,样品平面内热中子注量率可大于10³ n/(cm²·s),准直中子束中热中子占比可大于74%,在Φ70 mm的照射视野范围内,热中子注量的不均匀度约为7.3%,基本满足热中子照相的成像要求。     

SIMOX SOI埋氧注氮工艺对埋氧中固定正电荷密度的影响

在SIMOX SOI材料的埋氧中注氮是为了增强该类材料的抗辐射能力.通过C-V研究表明，对于埋氧层为150 nm的SIMOX SOI材料来说，当在其埋氧中注入4×10¹⁵cm^-2剂量的氮后，与未注氮埋氧相比，注氮埋氧中的固定正电荷密度显著增加了；而对于埋氧层为375nm的SIMOX SOI材料来说，当注氮剂量分别为2×10¹⁵cm^-2和3×10¹⁵cm^{-2关键词： SIMOX 埋氧 注氮 固定正电荷密度}     

中子辐照含氢硅中的一种新EPR谱

氢气氛下生长的区熔硅(磷～10¹⁴/cm³)经镉比为10,总通量为(2.9—6.0)×10¹⁷n/cm²的中子辐照后,在77K,X波段观测到一种S=1/2的新EPR谱(标号为PK2)。g_eff值随(011)平面内磁场的角度关系呈三斜对称性。对应于缺陷在硅中一特定取向下的g张量主值及主轴相对于立方晶轴的方向余弦如下:g(±0.0004) n[100] n[010] n[001] g_{1关键词：}