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300 eV–1 GeV质子在硅中非电离能损的计算

朱金辉 韦源 谢红刚 牛胜利 黄流兴

300 eV–1 GeV质子在硅中非电离能损的计算

朱金辉, 韦源, 谢红刚, 牛胜利, 黄流兴
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  • 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. 引起质子在硅中NIEL的作用机理有库仑相互作用和核相互作用,质子能量范围从位移损伤阈能到1 GeV. 当质子能量位于低能区时,库仑相互作用占主导地位,采用解析方法和TRIM程序计算NIEL;当质子能量位于高能区时,NIEL主要来自质子与靶原子核的弹性和非弹性相互作用,使用MCNPX/HTAPE3X 进行模拟仿真计算由核反应引起的NIEL. 实现了能量范围为300 eV–1 GeV的质子入射硅时NIEL的计算. 计算结果表明,MCNPX/HTAPE3X可用于计算高能质子在材料中产生的反冲核所引起的NIEL,结合解析方法和TRIM程序可计算得到由于库仑相互作用引起的NIEL.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11175271)资助的课题.
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    Tang X X, Luo W H, Wang C Z, He F X, Zha Y Z, Fan S, Huang X L, Wang C S 2008 Acta Phys. Sin. 57 1266 (in Chinese) [唐欣欣, 罗文芸, 王朝壮, 贺新福, 查元梓, 樊胜, 黄小龙, 王传珊 2008 物理学报 57 1266]

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    Pelowitz D B 2008 MCNPX User’s Manual Version 2.6.0 (Los Alamos: Los Alamos National Laboratory)

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    Fudan Univ., Tsinghua Univ., Peking Univ. 1997 Experimental Method of Nuclear Physics (Beijing: Atomic Energy Press) p47 (in Chinese) [复旦大学, 清华大学, 北京大学 1997 原子核物理实验方法 (北京: 原子能出版社) 第47页]

    [11]

    Pelowitz D B 2008 MCNPX User’s Manual Version 2.6.0 (Los Alamos: Los Alamos National Laboratory)

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-22
  • 修回日期:  2013-11-28
  • 刊出日期:  2014-03-05

300 eV–1 GeV质子在硅中非电离能损的计算

  • 1. 西北核技术研究所, 西安 710024;
  • 2. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11175271)资助的课题.

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. 引起质子在硅中NIEL的作用机理有库仑相互作用和核相互作用,质子能量范围从位移损伤阈能到1 GeV. 当质子能量位于低能区时,库仑相互作用占主导地位,采用解析方法和TRIM程序计算NIEL;当质子能量位于高能区时,NIEL主要来自质子与靶原子核的弹性和非弹性相互作用,使用MCNPX/HTAPE3X 进行模拟仿真计算由核反应引起的NIEL. 实现了能量范围为300 eV–1 GeV的质子入射硅时NIEL的计算. 计算结果表明,MCNPX/HTAPE3X可用于计算高能质子在材料中产生的反冲核所引起的NIEL,结合解析方法和TRIM程序可计算得到由于库仑相互作用引起的NIEL.

English Abstract

参考文献 (11)

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