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低能质子在半导体材料Si和GaAs中的非电离能损研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O571.422[理学—粒子物理与原子核物理;理学—物理] TN304[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]上海大学射线应用研究所,上海201800, [2]上海大学理学院,上海200444, [3]中国原子能科学研究院,北京102413
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10305021)资助的课题.
中文摘要:

非电离能损(NIEL)引起的位移损伤是导致空间辐射环境中新型光电器件失效的主要因素.由于低能时库仑相互作用占主导地位,一般采用Mott-Rutherford微分散射截面,但它没考虑核外电子库仑屏蔽的影响.为此,本文采用解析法和基于Monte-Carlo方法的SRIM程序计算了考虑库仑屏蔽效应后低能质子在半导体材料Si,GaAs中的NIEL,SRIM程序在计算过程中采用薄靶近似法,并与其他作者的计算数据和实验数据进行了比较.结果表明:用SRIM程序计算NIEL时采用薄靶近似法处理是比较合理的,同时考虑库仑屏蔽效应后的NIEL较没考虑前要小,当能量为1keV时,Si材料中NIEL的值为Summers结果的30%,GaAs材料中为20%,这在航天设计中有着重要的意义.

英文摘要:

The displacement damage due to non-ionizing energy loss (NIEL) is the main reason of device-malfunction in spatial radiation environments. In the low energy range where the Coulombic interaction dominates, Mott-Rutherford differential cross section is usually used in its creatment. However, electrostatic screening of nuclear charges of interacting particles is not accounted for. The NIEL induced by low energy proton in Si and GaAs have been calculated using analytical method and Monte- Carlo code (SRIM). Thin-target approximation was used when calculating NIEL by SRIM code and the result compared with that of other authors' . The results show that thin-target approximation is reasonable and NIEL scaling is feasible. The NIEL values become lower after taking into account the screening effect. The results by SRIM code are 30% and 20% of Summers' s results for Si and GaAs at 1 keV, respectively. The result is very important for spacecraft design.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876