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环境温度对HfO_(2)铁电存储器的质子辐照效应影响研究

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微电子学 2024年第2期54卷 330-337页

作者：朱旭昊袁亦辉黄铭敏马瑶毕津顺许高博龚敏杨治美李芸四川大学物理学院微电子技术四川省重点实验室成都610064 四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 贵州师范大学集成电路研究院贵州550025 中国科学院微电子研究所集成电路制造技术国家重点实验室北京100029

基于HfO_(2)的铁电随机存取存储器(FeRAM)具有功耗低、存取速度快,易于小型化,抗干扰能力强等优势,在航天航空领域有广袤的发展空间。然而,FeRAM在太空环境下的抗辐照性能尚未得到全面的研究。研究了W/TiN/Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)(HZO)/... 详细信息

基于HfO_(2)的铁电随机存取存储器(FeRAM)具有功耗低、存取速度快,易于小型化,抗干扰能力强等优势,在航天航空领域有广袤的发展空间。然而,FeRAM在太空环境下的抗辐照性能尚未得到全面的研究。研究了W/TiN/Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)(HZO)/TiN铁电存储器在常温和高温环境下经5 MeV质子辐照后的电学特性和铁电畴结构变化。通过电学和压电响应力显微镜(PFM)手段表征发现,在常温质子辐照后,电容器的介电常数(ε_(r))和剩余极化强度(P_(r))值均增大,器件的铁电性能提升,常温高注量质子辐照有利于存储器在太空环境中工作,但随着辐照时环境温度升高,HZO存储器的铁电性能下降,漏电流增大,铁电存储器的各项性能明显退化。

关键词： HfO_(2) 铁电存储器质子辐照温度

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不锈钢管道的比放气率研究

真空科学与技术学报 2024年

作者：范永山杜畅通张化一郑曙昕邢庆子王学武闫逸花王敏文王忠明清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室清华大学先进辐射源及应用实验室清华大学工程物理系强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数，降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置（XiPAF）的重离子升级工程中，重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度(10-10Pa量级)，要求不锈钢管道的... 详细信息

不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数，降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置（XiPAF）的重离子升级工程中，重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度(10-10Pa量级)，要求不锈钢管道的比放气率不超过1.5×10-13Pa·m3/(s·cm2)。本文通过研究降低不锈钢管道比放气率的方法，得到一套不锈钢管道处理方案，使得不锈钢管道的比放气率不大于此数值。降低比放气率的方案包括三个关键问题，即不锈钢材料的选取、真空炉高温烘烤方案选择和加热带烘烤方案选择。论文设计了实验方案，定制加工了四根相同尺寸的不锈钢实验管道，304和316L两种材料各两根，四根管道分为两组分别进行真空炉500 ℃和950 ℃烘烤，每根管道做四次加热带烘烤实验，烘烤温度依次设定为150 ℃、200 ℃、250 ℃和300 ℃，并测量每根管道最终的比放气率。为测量不锈钢实验管道的比放气率，搭建了一套比放气率测试平台。测量结果表明，加工厂家提供的304和316L两种不锈钢材料的初始管道比放气率的大小与材料种类无特定规律；实验中真空炉或者加热带的烘烤均能使比放气率降低1～2个数量级；管道依次进行真空炉950 ℃烘烤和加热带300 ℃烘烤之后，比放气率可以达到5×10-14Pa·m3/(s·cm2)以下，满足XiPAF重离子升级工程要求。

关键词：比放气率超高真空不锈钢管道烘烤温度

铁氧体传输线电压测量用自积分电容分压器设计

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高压电器 2024年第6期60卷 107-113页

作者：崔秋菊陈桂丰彭晓玲江明月魏笔洋江进波国网湖北省电力有限公司武汉430000 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

为了研究铁氧体传输线对脉冲前沿的陡化机理,研制了6个耦合式自积分电容分压器测量传输线不同位置的电压波形,以此来分析脉冲前沿的陡化过程。首先通过Pspice建立电容分压器的等效电路模型,从时域和频域上分析了同轴信号电缆匹配方式及... 详细信息

为了研究铁氧体传输线对脉冲前沿的陡化机理,研制了6个耦合式自积分电容分压器测量传输线不同位置的电压波形,以此来分析脉冲前沿的陡化过程。首先通过Pspice建立电容分压器的等效电路模型,从时域和频域上分析了同轴信号电缆匹配方式及低压臂补偿电容的杂散电感对电容分压器测量输出的影响,提出采用多个电容并联的PCB同轴结构减小其杂散电感对脉冲高频振荡的影响,然后根据传输线结构设计了一种低杂散电感的耦合式电容分压器,通过Comsol仿真计算出高、低压臂电容值并推导了理论分压比。实验测试了电容分压器工作于D-dot模式和自积分模式时的输出信号,对分压器的分压比及响应时间进行定标,结果表明所研制的电容分压器,实测分压比与理论值接近,响应时间约为2.1 ns,实现了6级铁氧体传输线不同位置的脉冲电压的同时测量。

关键词：铁氧体传输线脉冲电压电容分压器阻抗匹配分压比

X射线成像用零维无铅杂化卤化物闪烁体研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 331-347页

作者：李雯李云云迟晓慧吴云涛中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心上海201899 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来,零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能,在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出极... 详细信息

X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来,零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能,在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出极大的应用潜力。本文将概述X射线闪烁体的基本探测原理和关键探测性能参数,介绍最具代表性的零维锰基、锡基、锑基和铜基卤化物闪烁体在X射线成像领域的研究进展,并展望此类零维杂化材料的未来发展方向。

关键词：零维结构杂化金属卤化物无铅卤化物闪烁体光致发光辐照发光 X射线探测 X射线成像

X射线成像用零维无铅杂化卤化物闪烁体研究进展（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第3期 351-367页

作者：李雯李云云迟晓慧吴云涛中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来，零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能，在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出... 详细信息

X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来，零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能，在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出极大的应用潜力。本文将概述X射线闪烁体的基本探测原理和关键探测性能参数，介绍最具代表性的零维锰基、锡基、锑基和铜基卤化物闪烁体在X射线成像领域的研究进展，并展望此类零维杂化材料的未来发展方向。

关键词：零维结构杂化金属卤化物无铅卤化物闪烁体光致发光辐照发光 X射线探测 X射线成像

中子在大气中产生氮俘获γ的蒙特卡罗模拟研究

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强激光与粒子束 2022年第8期34卷 158-164页

作者：刘利左应红牛胜利朱金辉李夏至西北核技术研究所西安710024 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

为了精确计算早期核辐射,建立了中子及次级γ在大气中输运的蒙特卡罗计算模型,并利用几何分裂算法与时间分裂算法等减方差技巧提高计算效率,计算得到了距源点不同距离球面上中子与中子次级γ的信息,给出了不同位置不同时间的氮俘获γ能... 详细信息

为了精确计算早期核辐射,建立了中子及次级γ在大气中输运的蒙特卡罗计算模型,并利用几何分裂算法与时间分裂算法等减方差技巧提高计算效率,计算得到了距源点不同距离球面上中子与中子次级γ的信息,给出了不同位置不同时间的氮俘获γ能量释放率。开展了氮俘获γ能量释放率的规律性研究,并分析了中子能量对氮俘获γ的影响。结果表明,氮俘获γ能量释放率先随源点的距离增加而增大,在距源点约500 m达到峰值,而后随距离增加指数衰减。氮俘获γ能量释放率在时间上服从指数衰减规律,衰减时间在0.1 s左右。引入表征氮俘获γ辐射强度参数a和特征衰减时间参数τ,拟合得到了不同距离不同时间氮俘获γ能量释放率的快速计算公式。研究表明,氮俘获γ辐射强度、衰减时间及其空间分布均与中子能量密切相关。

关键词：氮俘获γ 能量释放率中子大气输运蒙特卡罗方法

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环氧/POSS复合电介质介电与热学性能

电工技术学报 2022年第2期37卷 291-298页

作者：李鹏新崔浩喆邢照亮郭宁闵道敏电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102209 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究院) 西安710024

研究缩水甘油基-笼型聚倍半硅氧烷(G-POSS)对环氧树脂(EP)介电性能与热学性能的影响和作用机理。实验制备G-POSS质量分数在0%、0.5%、1%、2%、3%和5%的环氧/POSS复合电介质试样。测试和研究G-POSS质量分数对环氧/POSS复合电介质相对介... 详细信息

研究缩水甘油基-笼型聚倍半硅氧烷(G-POSS)对环氧树脂(EP)介电性能与热学性能的影响和作用机理。实验制备G-POSS质量分数在0%、0.5%、1%、2%、3%和5%的环氧/POSS复合电介质试样。测试和研究G-POSS质量分数对环氧/POSS复合电介质相对介电常数、交流击穿场强、玻璃化转变温度等的影响。当G-POSS质量分数较低时,环氧/POSS复合电介质性能随G-POSS质量分数增加而不断提高;在G-POSS质量分数达到2%时,复合电介质各项性能均得到较大程度的提升;当继续增加G-POSS质量分数时,环氧/POSS复合电介质的性能开始下降,甚至劣于纯环氧试样。分析认为,G-POSS与环氧基体间形成的大量交联网状结构对环氧/POSS复合电介质性能的影响巨大。

关键词：环氧树脂 POSS 复合材料介电性能

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临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟

计算物理 2022年第5期39卷 521-528页

作者：刘利牛胜利朱金辉左应红谢红刚商鹏西北核技术研究所陕西西安710024

从质量守恒和动量守恒方程出发,考虑能量耗散、空气密度随高度变化、X射线沉积能量致大气温升和辐射冷却等影响因素,建立临近空间核爆炸碎片云运动演化的流体力学模型。计算TEAK试验和ORANGE试验碎片云扩展和上升运动,给出碎片云中心高... 详细信息

从质量守恒和动量守恒方程出发,考虑能量耗散、空气密度随高度变化、X射线沉积能量致大气温升和辐射冷却等影响因素,建立临近空间核爆炸碎片云运动演化的流体力学模型。计算TEAK试验和ORANGE试验碎片云扩展和上升运动,给出碎片云中心高度、水平半径、上升速度和形状等典型参数的演化,与实验测量数据基本相符。计算模型可为电离层效应和人工辐射带效应提供缓发辐射源参数。

关键词：临近空间核爆炸碎片云运动数值模拟

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模拟雷电流多分量组合脉冲与通道光强度关系

电机与控制学报 2023年第8期27卷 38-45页

作者：周蜜左芯睿王冬冬赵伟翰蔡力王建国武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 雷电防护与接地技术教育部工程研究中心湖北武汉430072 中国舰船研究设计中心湖北武汉430060

搭建了集中参数链式网络电路,输出3组模拟雷电流多分量组合脉冲波形,含3个模拟回击脉冲和15个模拟M分量脉冲及跟随的连续电流。采用红光敏感型(探测波长范围200~1000 nm,峰值响应600 nm)和近红外敏感型(探测波长范围400~1000 nm,峰值响... 详细信息

搭建了集中参数链式网络电路,输出3组模拟雷电流多分量组合脉冲波形,含3个模拟回击脉冲和15个模拟M分量脉冲及跟随的连续电流。采用红光敏感型(探测波长范围200~1000 nm,峰值响应600 nm)和近红外敏感型(探测波长范围400~1000 nm,峰值响应800 nm)两种光电探测器,对放电间隙辐射光强进行探测,同步测量了通道电流。分析了电弧通道内电流与光强脉冲波形特征参数之间的相关性,结果发现,光强峰值与电流峰值以及光强10%~90%上升时间和电流10%~90%上升时间之间均存在线性关系。雷电流多分量组合脉冲转移电荷量与光强-时间积分也线性相关,为通过光学观测反演雷电流转移电荷量提供了依据。总体上,相对于红光敏感型光电探测器,近红外敏感型光电探测器输出的光强波形能更好地吻合模拟雷电流多分量组合脉冲波形变化趋势,从而有望更准确地对放电转移电荷量进行反演。

关键词：雷电流多分量光强电荷量相关性