离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。     

$lt;i$gt;γ$lt;/i$gt;射线总剂量辐照效应对应变Sip型金属氧化物半导体场效应晶体管阈值电压与跨导的影响研究

分析了双轴应变Si p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)在γ射线辐照下载流子的微观输运过程, 揭示了γ射线的作用机理及器件电学特性随辐照总剂量的演化规律, 建立了总剂量辐照条件下的双轴应变Si PMOSFET 阈值电压与跨导等电学特性模型, 并对其进行了模拟仿真. 由仿真结果可知, 阈值电压的绝对值会随着辐照总剂量的积累而增加, 辐照总剂量较低时阈值电压的变化与总剂量基本呈线性关系, 高剂量时趋于饱和; 辐照产生的陷阱电荷增加了沟道区载流子之间的碰撞概率, 导致了沟道载流子迁移率的退化以及跨导的降低. 在此基础上, 进行实验验证, 测试结果表明实验数据与仿真结果基本相符, 为双轴应变Si PMOSFET辐照可靠性的研究和应变集成电路的应用与推广提供了理论依据和实践基础. 关键词： 应变Sip型金属氧化物半导体场效应晶体管 总剂量辐照 阈值电压 跨导     

中能重离子微束辐照装置的研制

微束辐照装置是将辐照样品的束斑缩小到微米量级,能够对辐照粒子进行准确定位和精确计数的实验平台,是开展辐照材料学、辐照生物学、辐照生物医学以及微加工的有力工具.中国科学院近代物理研究所(IMP)正在研制中能重离子微柬辐照装置.该装置以兰州重离子加速器(HIRFL)系统提供的中能和低能重离子束流为基础,采用磁聚焦方式形成微米束.束运线上两台铅垂方向的偏转磁铁辅以四极磁铁构成对称消色差系统,将束流导向地下室,再用高梯度的三组合四极透镜强聚焦形成微米束斑,在真空中或大气中辐照样品.它将成为国内首台能够提供从低能(10MeV/u)到中能(100MeV/u)的重离子微束的公共实验平台,用于定位、定量照射靶物质(生物细胞、组织或其它非生物材料等),有助于深入揭示重离子与物质相互作用的本质,也为探索重离子辐照效应的应用提供新的手段.     

加速器科学与技术

1998年直线加速器向储存环提供了4080小时的束流，包括注入能量为1．55GeV的束流。总运行效率达98.1％。表4．1．1是该年度的总体运行统计，表4．1．2为该年度的工作安排。     

γ辐照三烷基氧化膦的红外光谱研究

混合三烷基氧化膦（ＴＲＰＯ）是一种优良的镧系元素和镧元素萃取剂,已用于放废液的α核素的萃取分离。本文用傅里叶红外光谱法研究γ辐照的３０％ＴＰＯ－煤油－ＨＮＯ３体系的辐照稳定性,结果显示,该萃取剂对放射性辐射是稳定的,主要的辐解产物是硝基烷和羟酸。     

高纯硅低能粒子辐照E′色心形成动力学研究

考虑固有点缺陷形成E′色心的情况，建立了E′色心形成的动力学模型，得到了高纯硅低能粒子辐照E′色心浓度与辐照剂量的关系式.结果表明，在低辐照剂量下，E′色心浓度随剂量的变化呈线性增长；随着辐照剂量的增加，E′色心浓度随剂量的变化呈饱和趋势.如果进一步考虑E′色心和其他物质反应形成新的稳定结构，E′色心浓度随剂量的变化呈双指数关系，E′色心浓度随剂量的变化不再趋于饱和状态，而是偏离饱和状态.理论结果和实验结果很好地符合，说明建立的模型是有效的.     

激光金属汽化汽离混合区状态参量的稳定性及其影响因素分析

在汽离混合区激光强度时空修正的基础上,近似求解了流体力学模型下的状态参数,找出了稳定状态参数的共同自洽参量,分析了自洽参量的取值方法,研究了相关参数对自洽参量的影响机制,结果发现:(1)汽离混合区内,状态参量的稳定性可用自洽参量的稳定性来表征;(2)当入射激光强度小于108W.cm-2时,自洽参量随入射激光强度变化相对较快,稳定性差;当激光强度大于108W.cm-2时,自洽参量随入射激光强度变化相对较慢,稳定性高;(3)汽离混合区各处的约化自洽参量随辐照激光的波长成变周期增加的变化,波长越长,约化自洽参量越大;(4)要使自洽参量稳定,纹波较小,宜采取短波激光辐照;(5)当蒸汽压强小于2.7×106Pa时,自洽参量随蒸汽压强成指数递减规律变化;当蒸汽压大于2.7×106Pa时,自洽参量与蒸汽压强之间没有对应关系.     

GeV能量的Fe离子在C60薄膜中的辐照效应研究

利用傅立叶转换红外光谱和Raman谱仪分析了0.98 GeV的Fe离子在电子能损Se为3.5 keV/nm时， 不同辐照剂量（5×1010 —8×1013 ions/cm2)下， 在C60薄膜中引起的辐照损伤效应。 分析表明， Fe离子辐照引起了C60分子的聚合与损伤。 在辐照剂量达到一中间值1×1012 ions/cm2， C60分子的损伤得到部分恢复， 归因于电子激发引起的退火效应。 通过对Raman数据的拟合分析， 演绎出Fe离子辐照在C60材料中形成的潜径迹截面或引起损伤的截面约为1.32×10-14 cm2。     

MOSFET辐照诱生界面陷阱形成过程的1/f噪声研究

基于界面陷阱形成的氢离子运动两步模型和反应过程的热力学平衡假设,推导了金属-氧化物-半导体-场效应晶体管(MOSFET)经历电离辐照后氧化层空穴俘获与界面陷阱形成间关系的表达式.利用初始1/f噪声功率谱幅值与氧化层空穴俘获之间的联系,建立了辐照前的1/f噪声幅值与辐照诱生界面陷阱数量之间的半经验公式,并通过实验予以验证.研究结果表明,由于辐照诱生的氧化层内陷阱通过与分子氢作用而直接参与到界面陷阱的建立过程中,从而使界面陷阱生成数量正比于这种陷阱增加的数量,因此辐照前的1/f噪声功率谱幅值正比于辐照诱生的界面陷阱数量.研究结果为1/f噪声用作MOSFET辐照损伤机理研究的新工具,对其抗辐照性能进行无损评估提供了理论依据与数学模型.     

双离子(40Ar+,C2H6+)辐照合成金刚石纳米晶颗粒

用双离子(40Ar+,C1H6+)辐照实验完成了从多壁碳纳米管向金刚石纳米晶颗粒的转变.对转变机理进行了初步探讨.这一探索有望能成为一种金刚石纳米晶合成的新途径.由此可知,多重荷能离子辐照用于其他材料纳米结构的制备也不是凭空设想.