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超短超强激光辐照靶物质产生K-alpha源王向贤【摘要】超短超强激光与物质相互作用产生的K-alpha线辐射,有准单能、发射区域小、时间短等优点,具有广泛的应用前景.介绍了超短超强激光辐照靶物质产生K-alpha源的基本原理及其主要研究内容,讨论了该领域的研究热点.【期刊名称】《巢湖学院学报》【年(卷),期】2011(013)003【总页数】4页(P45-47,110)【关键词】超短超强激光;K-alpha源;基本原理【作者】王向贤【作者单位】巢湖学院物理与电子科学系,安徽巢湖238000【正文语种】中文【中图分类】O434超短超强激光与物质相互作用产生的K-alpha线辐射。
有准单能（几十个keV）、发射区域小（微米量级），时间短（飞秒-皮秒量级）等优点[1,2]。
可广泛应用于惯性约束聚变背光照相，医学成像，光刻，时间分辨X射线衍射等领域。
同时，超短超强激光与物质相互作用中超热电子辐射是强场物理的重要研究内容之一，而K-alpha线的产生和超热电子直接相关，故可以通过研究K-alpha线辐射研究超短超强激光与物质相关作用产生的超热电子。
如图1所示，用超短超强激光脉冲辐照靶物质，如铝（Al）、铜（Cu）、金（Au）等，激光与靶物质的耦合将产生超热电子，超热电子向靶中输运，碰撞电离1S轨道电子，使得1S轨道产生空穴，此时2P轨道电子将向1S轨道跃迁，产生K-alpha光子辐射，产生的K-alpha线辐射包括K-alpha1线和K-alpha2线[3]，分别对应于跃迁22P3/2→12S1/2 和22P1/2→12S1/2。
基于超短超强激光脉冲驱动的K-alpha源的实验布局如图2所示。
主激光经全反射镜反射后，被离轴抛面镜聚焦到铜等靶物质上。
X射线光谱仪（如：光子计数型CCD、晶体谱仪等）用于测量K-alpha线光谱，安装在与入射激光处于同一水平面的靶室法兰上（靶前、靶后位置均可），电子谱仪可同时在线测量实验产生的超热电子能谱。
辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响
陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2022(22)7
【摘要】基于0.18μm CMOS工艺,采用浅槽隔离(STI)注入法对1.8 V LVNMOS 器件进行总剂量加固,并对比分析了^(60)Co(315 keV)与X射线(40 keV)辐照源对LVNMOS器件总剂量特性的影响。
研究结果表明,在相同偏置条件下,^(60)Co与X射线两种辐照源对MOS器件的辐射电离效应具有一定的差异性,前者同时具有康普顿效应和光电效应,后者是光电效应,主要是光子与内层电子作用。
由LVNMOS总剂量辐照特性推测,X射线辐照源引起LVNMOS的SiO_(2)层中产生的电子与空穴高于^(60)Co。
【总页数】5页(P64-68)
【作者】陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十八研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN306;V520.6
【相关文献】
1.硅双极器件及电路电离总剂量辐照损伤研究
2.高压SOIp LDMOS器件电离辐射总剂量效应研究
3.环境温度、电离辐射剂量率对NMOSFET器件特性参数的影响
4.CMOS／SOS器件亚阈区的总剂量电离辐照特性
5.版图结构对MOS器件总剂量辐照特性的影响(英文)
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SOI MOS器件辐射效应的机理与可靠性研究SOI MOS器件辐射效应的机理与可靠性研究随着半导体技术的不断发展，SOI（Silicon on Insulator）MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）器件由于其性能的优势，在现代电子器件中得到广泛应用。
然而，在卫星、飞机等高辐射环境下使用SOI MOS器件时，辐射效应成为一个重要的研究方向。
本文将探讨SOI MOS器件的辐射效应机理以及对其可靠性的影响。
首先，我们需要了解SOI MOS器件的基本结构。
SOI器件是将薄片硅层植入到绝缘体层（通常是氧化层）上形成的结构。
其优点包括减少静态功耗、提高开关速度、减少串扰和抖动等。
然而，正是由于这种结构，使得器件在辐射环境下容易受到影响。
辐射效应的机理主要包括电离辐射和热中子效应两方面。
首先，电离辐射对SOI MOS器件产生的主要影响是增加了堆垛偏压，导致电子和空穴的产生和注入速率增加，从而使得漂移区内的载流子浓度增加。
这导致了漂移区发生电子-空穴对产生，从而改变了器件的阈值和极性特性，增加了漏电流和截止频率降低。
此外，电离辐射还会导致漏电流增加，器件电流增大，及截止频率降低，影响器件的工作性能。
其次，热中子效应是辐射效应的另一个重要机理。
热中子对SOI MOS器件的主要影响是通过产生位移损伤和位移自发损伤（DIBL）现象影响器件的性能。
位移损伤会导致漏电流增加，电流增大，截止频率降低，并且还可能引起SOI颗粒上的电荷积累和电子迁移的失真。
位移自发损伤则会导致漏电流和截止频率的降低。
在实际应用中，SOI MOS器件的可靠性研究是十分重要的。
对于辐射环境下的应用，特别是空间应用，器件的可靠性是关键因素。
为了提高器件的可靠性，减小辐射效应的影响，一方面可以通过合理选择SOI材料的结构参数，来降低器件的漏电流和对辐射的敏感性。
另一方面可以通过引入改进的工艺流程，包括特殊的屏蔽结构、辐射阻抗设计和硅层厚度的选择等。
超短脉冲激光辐照硅膜升温效应的模拟研究郑楠;梁田;石颖;齐文宗【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2008(020)003【摘要】考虑到载流子和晶格的热容、热导率、弛豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响,利用有限差分算法,数值求解了半导体材料自相关热传导模型,讨论了2 μm厚硅膜在波长和脉宽分别为775 nm和500 fs的脉冲激光辐照下的升温规律.数值结果表明:硅膜前表面载流子温度在激光辐照过程的0.69 ps时刻达到最大值,在4.8 ps时刻以后硅膜基本趋于总体热平衡;载流子热容的快速变化以及单光子吸收和由载流子浓度变化而引起的载流子能流变化是导致载流子温度变化的主要原因;超短脉冲激光辐照时,激光作用时间短,各扩散项及传导项不起主要作用,因此硅膜内各主要计算参数与硅膜的厚度及基体材料类型等的关系不大.【总页数】5页(P353-357)【作者】郑楠;梁田;石颖;齐文宗【作者单位】四川大学,电子信息学院,成都,610064;四川大学,电子信息学院,成都,610064;四川大学,电子信息学院,成都,610064;四川大学,电子信息学院,成都,610064【正文语种】中文【中图分类】TK124;O437;O434【相关文献】1.脉冲激光辐照CCD探测器的硬破坏效应数值模拟研究 [J], 姜楠;张雏;牛燕雄;沈学举;杨海林;陈燕;王龙;张博2.超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性 [J], 郭春凤;于继平;王德飞;齐文宗3.超短脉冲激光辐照金属薄膜温升效应的模拟研究 [J], 郝秋龙;齐文宗;刘全喜;赵方东4.超快脉冲激光辐照金属薄膜热-力效应的模拟研究 [J], 王德飞;齐文宗;郭春凤5.超短脉冲激光对硅膜的热力效应分析 [J], 宿伟;齐文宗;郭春凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
CMOS电路瞬态辐照脉冲宽度效应的实验研究王桂珍;白小燕;郭晓强;杨善潮;李瑞宾;林东生;龚建成【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2009(21)5【摘要】在"强光一号"加速器上,对两种CMOS反相器和一种CMOS存储器进行了长脉冲状态和短脉冲状态下的辐照实验,测量了CMOS电路的瞬时辐照效应规律,得到了CMOS电路辐射损伤阈值与脉冲宽度的关系,分析了CMOS电路在不同脉冲宽度下的效应差异.实验结果表明:CMOS电路的辐射损伤阈值随脉冲宽度的增加而降低,在20 ns的脉冲宽度辐照下,CMOS反相器4007和4069的闩锁阈值大约为150 ns脉冲辐照下的2倍,CMOS存储器6264的翻转阈值在20 ns脉冲宽度辐照下为150 ns脉冲宽度辐照下的3倍.【总页数】3页(P742-744)【作者】王桂珍;白小燕;郭晓强;杨善潮;李瑞宾;林东生;龚建成【作者单位】西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024【正文语种】中文【中图分类】TN432【相关文献】1.高速CMOS电路电离辐照损伤的剂量率效应 [J], 郭旗;陆妩2.pMOS场效应管的X射线和低能强电子束的瞬态电离辐照效应 [J], 范隆;沈志康3.双极晶体管负载瞬态辐照毁伤效应 [J], 赵墨;胡淑玲;申胜平;吴伟;程引会;李进玺;马良;郭景海4.CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的脉冲宽度效应理论模型 [J], 陈杰;杜正伟5.高功率微波脉冲宽度效应实验研究 [J], 方进勇;刘国治;李平;王宏军;黄文华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
小尺寸MOS器件单粒子辐照效应研究的开题报告一、研究背景和意义随着半导体工艺的不断进步，集成电路的尺寸逐渐缩小，这使得电路的灵敏度变得更高，同时也增加了电路受到辐射的影响的风险。
脆弱性分析表明，单粒子辐照可能导致器件的失效，这种效应特别在小尺寸MOS器件中更为显著。
因此，研究小尺寸MOS器件单粒子辐照效应，对于了解器件失效的机理和提高器件的抗辐射性能具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和目标本研究计划采用数值模拟的方法，研究小尺寸MOS器件单粒子辐照效应的机理和规律，探究外界粒子轰击对器件载流子和电荷捕获特性的影响，分析器件失效与捕获效应之间的关系。
具体研究内容包括：1. 制定小尺寸MOS器件辐射实验方案，获取器件的性能参数。
2. 建立小尺寸MOS器件的单粒子辐照数值模型。
3. 通过数值模拟，探究轰击类型、能量、入射角度以及器件工作状态等因素对MOS器件单粒子辐照效应的影响。
4. 分析单粒子辐照效应与器件失效、捕获效应之间的关系，揭示其内在物理机理。
5. 提出相应的抗辐射设计策略，改善器件的抗辐射性能。
三、研究方法和流程本研究将采用数值模拟的方法，首先对小尺寸MOS器件进行辐照实验，获取器件的性能参数。
其次，建立器件的单粒子辐照数值模型，并通过仿真软件进行数值计算。
对仿真结果进行分析、验证、比对，寻找辐照效应的规律和机理。
最后，根据研究结果提出抗辐射设计策略，改善器件的抗辐射性能。
研究流程如下：1. 设计器件实验方案，获取器件参数。
2. 建立小尺寸MOS器件单粒子辐射数值模型。
3. 软件仿真，对单粒子辐照效应进行数值计算。
4. 分析仿真结果，发现辐照效应规律和机理。
5. 提出抗辐射设计策略，改善器件的抗辐射性能。
四、预期成果本研究预计取得以下预期成果：1. 建立小尺寸MOS器件的单粒子辐照数值模型，分析器件的辐射响应特性。
2. 探究粒子轰击对器件载流子和电荷捕获特性的影响，分析器件失效与捕获效应之间的关系。
毫秒级脉冲激光辐照脆性材料的热—力学效应本文从数值模拟和实验两方面对毫秒级脉冲激光静态辐照和动态扫描脆性材料过程中的温度场和应力场进行了分析,进而就毫秒级脉冲激光对脆性材料的损伤机理,扫描情况下的可控断裂过程,高温情况下脆性材料的塑性转变过程等方面进行了研究。
基于固体热传导理论,建立了轴对称有限元计算模型,对毫秒级脉冲激光静态辐照单晶硅材料过程中的温度场和应力场进行了模拟分析。
热应力场分布规律的分析结果显示激光辐照过程中最有可能在激光辐照区域周围首先出现沿径向发展的裂纹。
根据不同能量密度的波长1064m毫秒级脉冲激光对单晶硅的损伤实验结果,结合热应力的数值模拟结果对损伤机理进行了分析,可知环向应力和径向应力的共同作用导致裂纹沿径向开裂后再趋向环向发展。
建立了三维有限元热弹计算模型,对毫秒级脉冲激光动态扫描脆性板状材料过程中的温度场和应力场进行了分析,并对材料边缘含有裂纹情况下的裂纹尖端的应力强度因子变化情况进行了模拟计算。
计算结果表明,在激光加热区域前后位置存在两个拉应力区,裂纹尖端的应力集中现象诱发材料持续开裂并引导裂纹沿激光扫描方向扩展。
类比于单脉冲激光辐照过程中应力场和温度场对称分布的规律,对双脉冲激光扫描含裂纹的单晶硅片过程中应力场的分布变化情况进行了模拟,并对不同激光光斑间距、不同激光功率情况下裂纹尖端的应力强度因子变化规律进行了分析。
采用热弹塑计算模型,对脆性材料在激光辐照下的塑性转变过程进行了有限元计算模拟,分析了激光辐照过程中热膨胀和热软化对热应力的影响,并对塑性转变过程中的应力释放过程、塑性区域的发展过程进行了研究。
结果显示,激光辐照过程中热软化使塑性区域不断扩大,由于温升变缓,过程中塑性区域的扩大速率随时间减小。
本文的研究结果有助于加深对毫秒级脉冲激光辐照脆性材料过程中的温度场、应力场变化过程的理解,同时为脆性材料的抗激光损伤、激光切割、激光成形提供理论依据和实验支持。
