简介:半导体器件辐射效应数值模拟技术主要研究辐射与材料相互作用的粒子输运模拟、器件内部辐射感生载流子漂移扩散的器件级模拟及器件性能退化对电路功能影响的电路级模拟等,是抗辐射加固设计和抗辐射性能评估中的关键技术。随着先进微电子技术的快速发展,新材料、新结构和新器件的应用为辐射效应建模与数值仿真带来了新挑战。辐射效应数值模拟涉及材料学、电子学和核科学的交叉领域,技术难度大,建模和仿真比较复杂,一些瓶颈问题尚未完全解决。围绕粒子输运模拟、器件级辐射效应数值模拟和电路级辐射效应数值模拟3个方面,梳理急需解决的关键技术问题,介绍半导体器件辐射效应数值模拟技术的发展趋势。
简介:依据光纤波导中的电磁场传输基本理论,计算了光纤波导中的电磁场分布、约束系数及色散系数随折射率的变化关系,开展了γ射线对融石英材料及色散位移光纤的辐射实验。实验验证了理论计算结果,得到了折射率及色散系数随吸收剂量的变化关系。计算及实验结果均表明:1)光纤的折射率随吸收剂量的增加而增大,辐射效应使电子密度增大是折射率改变的主要因素。2)折射率的变化会引起传输模式的场强分布变化,从而导致光纤的辐射感生波导损耗;在吸收剂量0~2000Gy内,光纤仍满足弱导边界条件,能够维持对传输模式的约束。3)光纤的色散系数随吸收剂量的增加而增大,在吸收剂量0~500Gy内,光纤色散增加量呈逐渐饱和趋势;暴露在核辐射环境中的长距离光纤,其快脉冲光波信号将产生展宽畸变。
简介:介绍了时序逻辑单元和组合逻辑单元发生单粒子效应的机理,以反熔丝型FPGA芯片ActelA54SX32A为实验对象,设计了3种典型的链电路系统。在中国原子能科学院HI-13串列静电加速器上采用Br离子对电路进行辐照实验,在频率为20MHz的条件下,3个链电路的翻转截面分别约为3.268×10-3cm2,7.449×10-4cm2和3.988×10-4cm2。实验结果验证了在0.22μm工艺条件下,时序逻辑单元比组合逻辑单元更加敏感,并且在包含两者的电路中,组合逻辑单元会屏蔽部分单粒子效应。最后,针对电路中不同逻辑单元,给出了两种加固方法。
简介:空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素,必须在地面利用模拟试验方法评价航天器在轨抗辐射性能。但由于地面模拟试验环境与空间真实辐射环境在能谱、粒子种类、辐照时间等方面存在较大差异,为此国内外已开展了大量的空间辐射损伤地面模拟试验方法研究。但在空间低剂量率辐射损伤增强效应的地面模拟试验方法、重离子能量与入射角度对单粒子效应试验方法和预估方法的影响、质子和反应堆中子位移损伤等效方法等方面还面临着诸多尚未解决的问题。本文从空间辐射环境和地面模拟试验环境的差异性出发,着重阐述了低剂量率辐射损伤增强效应、粒子能量与入射角度对单粒子效应的影响、空间位移效应地面模拟试验方法3个方面的研究现状和存在的问题,梳理给出辐射损伤天地等效试验需要解决的关键基础问题,为空间辐射效应地面模拟试验方法研究和完善提供参考。
简介:为了深入剖析氢化锂慢化剂正温度效应产生的原因,基于空间核热推进(spacenuclearthermalpropulsion,SNTP)粒子球床堆(particlebedreactor,PBR)的物理模型,使用MCNP程序,从中子热化效应、氢化锂热膨胀效应和极限情况下氢化锂热离解效应3个方面进行慢化剂正温度效应分析。研究表明,在低能区,靶核的热运动、原子之间的化学键及不同中子波之间的干涉效应不能忽略,且随着温度的升高,靶核的激发态更易被激发,此时非弹性散射更易发生、中子更易获得能量,能谱硬化;氢化锂慢化剂正温度效应对PBR堆芯反应性的影响因素中,中子热化效应占主导地位,引入的反应性达到2000pcm,氢化锂热膨胀效应和热离解效应影响较小,引入的反应性分别约为-130pcm和200pcm。