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物理学报 2023年第1期72卷 44-50页

作者：白如雪郭红霞张鸿王迪张凤祁潘霄宇马武英胡嘉文刘益维杨业吕伟王忠明湘潭大学材料与工程学院湘潭411105 西北核技术研究所西安710024

针对增强型共栅共源(Cascode)级联结构和耗尽型AlGaN/GaN功率器件,利用60 MeV能量质子开展辐射效应研究.获得了经质子辐照后器件电学性能的退化规律,并与常规耗尽型HEMTs器件辐照后的电学性能进行了比较,发现增强型Cascode结构器件对质... 详细信息

针对增强型共栅共源(Cascode)级联结构和耗尽型AlGaN/GaN功率器件,利用60 MeV能量质子开展辐射效应研究.获得了经质子辐照后器件电学性能的退化规律,并与常规耗尽型HEMTs器件辐照后的电学性能进行了比较,发现增强型Cascode结构器件对质子辐照更加敏感,分析认为级联硅基MOS管的存在是其对质子辐照敏感的主要原因.质子辐照使硅基MOS管栅氧化层产生大量净的正电荷,诱导发生电离损伤效应,使其出现阈值电压负向漂移及栅泄漏电流增大等现象.利用等效(60 MeV能量质子,累积注量1×10^(12)p/cm^(2))剂量的^(60)Coγ射线辐射器件得到电离损伤效应结果,发现器件的电学性能退化规律与60 MeV能量质子辐照后的退化规律一致.通过蒙特卡罗模拟得到质子入射在Cascode型器件内诱导产生的电离能损和非电离能损,模拟结果表明电离能损是导致器件性能退化的主要原因.

关键词：增强型AlGaN/GaNHEMT 质子辐照电离能损

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MRPC探测不同带电粒子的输出信号与工作气体中dE／dx之间的关系

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高能物理与核物理 2007年第4期31卷 377-383页

作者：李昕邵明李澄陈宏芳唐泽波中国科学技术大学近代物理系合肥230026

由28个多气隙电阻板室(MRPC)模块组成的探测阵列-STAR／TOFr,在相对论重离子对撞机(RHIC)实验上获得了大量的数据．利用质心能量62．4GeV Au+Au对撞的实验数据,分析了MRPC探测不同带电粒子(K介子、π介子、质子等)时的输出信号与气体中... 详细信息

由28个多气隙电阻板室(MRPC)模块组成的探测阵列-STAR／TOFr,在相对论重离子对撞机(RHIC)实验上获得了大量的数据．利用质心能量62．4GeV Au+Au对撞的实验数据,分析了MRPC探测不同带电粒子(K介子、π介子、质子等)时的输出信号与气体中的电离能损(dE／dx)之间的关系,给出了MRPC的气体电离和雪崩放大一些新的实验结果．为了进一步解释实验结果,针对工作条件下MRPC输出信号的特点,对MRPC的气体电离和雪崩过程进行Monte Carlo模拟,深入探讨了影响MRPC输出信号幅度的原因．

关键词：多气隙电阻板室飞行时间探测器电离能损粒子识别

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碳化硅p型掺杂及高能辐照缺陷演化分子动力学研究

碳化硅p型掺杂及高能辐照缺陷演化分子动力学研究

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作者：吴金桐天津大学

学位级别：硕士

碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料,在高频晶体管、光电子器件制造等领域有着广阔的应用前景。然而,制约碳化硅器件发展的主要因素为其中存在的大量缺陷。离子注入,作为目前唯一一种可以对碳化硅进行选择性区域掺杂的工艺技术,是造成碳... 详细信息

碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料,在高频晶体管、光电子器件制造等领域有着广阔的应用前景。然而,制约碳化硅器件发展的主要因素为其中存在的大量缺陷。离子注入,作为目前唯一一种可以对碳化硅进行选择性区域掺杂的工艺技术,是造成碳化硅基功率器件中缺陷形成的主要因素之一。针对p型注入,受掺杂量等因素的影响,退火后形成的高缺陷补偿率依旧是亟待解决的国际难题,而通过原子级模拟探究其背后的损伤形成和演化机制的研究依然处于空白阶段。另一方面,实验中高能注入下,碳化硅体系作为一种用作钚和其他放射性废物嬗变的主要惰性基质,研究其高能离子辐照下的损伤演化及电-声耦合效应,并评估该材料在极端辐照环境下的耐受性,是碳化硅应用于极端条件下的重要前提。本文围绕上述问题展开相关分子动力学研究,以深入理解碳化硅p型掺杂及退火下损伤的形成和演化规律、高能离子辐照下的损伤演化,具体内容包括:（1）从提高仿真精确性角度出发,在经典分子动力学中引入电离能损,探究p型离子注入过程中原子的位移级联现象。从热峰效应、声子传播、局部应力演化等角度,阐释离子注入损伤形成及自修复的物理机制,阐明了经典WS方法识别间隙和空位原子存在的伪影现象;（2）提出了高温退火模拟中缺陷损伤的有效判断方法。探究了不同注入剂量下等条件退火过程中,体系内部再结晶规律,成功解释了实验中离子注入后退火所呈现的晶格质量恶化、位错滑移、区域分隔现象出现的成因;（3）探究了进一步提高晶格质量的有效方法。同时,针对p型掺杂碳化硅中存在的高缺陷补偿率的瓶颈问题,开展理论模型中掺杂剂Al周围晶格缺陷类型的分析和替位产率统计,明确了实际加工中限制载流子寿命的影响因素;（4）建立65ke V0Me V高能离子注入理论模型,在电离能损的基础上引入双温模型,探究不同能量下单离子辐照碳化硅过程的损伤级联演化,及电子子系统反馈,得到不同电子阻止能力对体系内部损伤形成的具体影响规律。探究了连续辐照下,不同阶段中原子及电子子系统的反馈规律,为实验中离子辐照损伤的分布提供合理解释。系统探究了注入方向及晶格排列疏密程度与损伤形成、应力演化、子系统温度变化的关系。

关键词：碳化硅离子注入高温退火分子动力学仿真替位产率辐照电离能损双温模型

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质子辐照太阳电池系统的物理效应研究

质子辐照太阳电池系统的物理效应研究

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作者：李欣华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

作为航天器至关重要的动力系统,太阳电池通常需要较高的转换效率和可靠性以及较长的使用寿命。但太阳电池阵列由于直接暴露在太空环境中,极易受到空间环境的作用,性能和寿命方面会受到很大影响。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片,... 详细信息

作为航天器至关重要的动力系统,太阳电池通常需要较高的转换效率和可靠性以及较长的使用寿命。但太阳电池阵列由于直接暴露在太空环境中,极易受到空间环境的作用,性能和寿命方面会受到很大影响。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片,可以在一定程度上抵御空间粒子的辐照,减轻太阳电池的性能退化,使太阳电池尽可能高效和长时间为航天器进行能源供应。随着工艺技术水平的不断提高,抗辐照太阳电池玻璃盖片不再是简单的单层玻璃,而是发展成为多层材料复合而成的光学系统,主要由玻璃盖片、增透减反复合膜结构组成。目前,硅电池是制备技术最成熟、最广泛使用的太阳电池,硼硅酸盐玻璃是一种比较理想、前景十分广阔的太阳电池玻璃盖片材料,氟化镁和氧化铟锡复合膜是近年来开始使用的一种性能较好的膜结构。本课题主要采用蒙特卡洛仿真方法,结合SRIM软件模拟研究粒子辐照硼硅酸盐玻璃盖片系统、硅太阳电池的物理损伤效应。基于粒子与物质相互作用的理论、NRT位移模型理论以及基本公式,确定辐照损伤的可靠计算方法;通过分析不同入射能量的质子在靶材中的阻止本领、电离能损、位移能损、空位的产生情况,分别对辐照硼硅酸盐玻璃盖片系统、硅太阳电池辐照损伤的物理过程进行研究;并通过PC1D软件来计算太阳电池的电学参数,以少数载流子寿命将微观位移损伤效应与电池的宏观电池参数联系起来,对粒子辐照导致的电池性能变化进行物理机理分析。结果表明:SRIM输出文件获取移位数的方法简单方便,但不同模式下的结果有差异,需要根据入射粒子原子序数、靶材性质来选择相对准确的计算模式,在模式选择正确的基础上才能进一步对靶材的辐照损伤效应进行物理分析。对于玻璃光学系统而言,其光学性能发生较大的变化最主要的原因是电离损伤和位移损伤会引起光学晶体产生色心结构而诱发光学吸收。对于硅电池而言,位移损伤导致的缺陷会形成载流子复合中心,导致少数载流子的寿命减小从而影响太阳电池的电学性能。在此基础上验证了 100 μm厚的硼硅酸盐玻璃盖片系统对太阳电池的防护作用,并模拟分析了电池电性能参数随少数载流子寿命的变化情况,从而概括出太阳电池系统从微观到宏观的辐照损伤机理。

关键词：辐照太阳电池玻璃盖片硼硅酸盐玻璃电离能损位移能损

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C离子对AlGaAs/InGaAs异质结的辐照影响

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郑州航空工业管理学院学报 2024年第4期42卷 66-71页

作者：王海丽杨梦婕马晓龙许坤段向阳王献立郑州航空工业管理学院河南郑州450046

基于SRIM软件计算了不同能量的C离子在AlGaAs/InGaAs异质结中的平均投影射程和辐照损伤区,仿真了能量为500keV、800keV、1100keV的C离子入射到AlGaAs/InGaAs异质结中的能量损失情况,发现随着入射离子能量的增加,电离能比例增加,非电离... 详细信息

基于SRIM软件计算了不同能量的C离子在AlGaAs/InGaAs异质结中的平均投影射程和辐照损伤区,仿真了能量为500keV、800keV、1100keV的C离子入射到AlGaAs/InGaAs异质结中的能量损失情况,发现随着入射离子能量的增加,电离能比例增加,非电离能比例降低,入射离子产生的电离能损远大于反冲原子产生的电离能损,反冲原子产生的声子能损远多于入射离子产生的声子能损;通过仿真还发现,当C离子的能量为800keV时,辐照损伤区在异质结处且在异质结处产生的空位缺陷最多。

关键词： C离子辐照 AlGaAs/InGaAs异质结电离能损非电离能损空位

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