[发明专利]一种研究电离缺陷和位移缺陷直接交互作用的试验方法

说明书

一种研究电离缺陷和位移缺陷直接交互作用的试验方法，它涉及电离/位移协同效应，属于空间环境效应、核科学与应用技术领域。本发明的目的是为了制备一种结构，基于该结构利用不同类型的辐射粒子，从而实现电离和位移缺陷直接交互作用的研究。方法：制备MIM结构或者MSM结构，绝缘体或半导体的厚度为a₁，导体的厚度为a₂，其中，a₂≥10a₁；计算入射粒子的入射深度、电离吸收剂量(I_d)和位移吸收剂量(D_d)，3log[(I_d+D_d)/D_d]5，产生稳定的电离缺陷和位移缺陷；log[(I_d+D_d)/D_d]3，产生稳定的位移缺陷；log[(I_d+D_d)/D_d]5，产生稳定的电离缺陷；本发明的试验方法，步骤简单，易于操作。本发明所提出的技术途径能够大幅度降低试验的费用，对材料和器件空间环境效应地面模拟试验和研究具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及电离/位移协同效应，属于空间环境效应、核科学与应用技术领域。

背景技术

随着人类航天事业的发展，不同类型材料和器件在空间环境中的使用频率日益增多，空间环境对于航天器用关键材料和器件的影响也日益突出。人类70年的航天探索实践表明，空间环境对航天器是苛刻的、不可忽视的，有着极其重要的影响，是诱发航天器异常和故障的重要原因。其中，以空间带电粒子辐射环境对航天器用关键材料和器件的影响最为突出。这些不同类型的空间带电粒子同时作用于航天器用关键材料和器件，导致空间综合环境效应，尤其是电离/位移协同效应。

电离/位移协同效应包括两方面含义：一是同种粒子本身同时产生电离和位移效应时，彼此发生交互作用。二是两种不同种类的粒子分别产生电离和位移效应时彼此发生交互作用。无论哪种形式诱导的协同效应，其微观机理涉及电离缺陷和位移缺陷交互作用的方式。电离缺陷和位移缺陷主要通过两种方式进行交互作用：间接和直接作用方式。并且，常常是这两种方式同时作用的结果。为了深入研究电离/位移交互作用机制，有必要分别针对间接作用过程和直接作用过程开展研究工作。

不同类型的材料对电离损伤和位移损伤的敏感性不同，绝缘体材料主要对电离损伤敏感，半导体材料主要对位移损伤敏感。此外，有些粒子主要导致电离损伤、有些粒子主要导致位移损伤，有些粒子既能产生电离损伤同时可以产生位移损伤。因此，可以设计出一种特殊的结构。基于该结构，应用一种准确的方式，揭示电离缺陷和位移缺陷直接交互作用的方式，对于实现空间综合环境与材料和器件作用基本理论和评价方法，揭示空间综合环境下材料和器件性能退化的基本规律与各种空间环境综合效应的物理本质，具有重要的工程价值和科学意义。

发明内容

本发明的目的是为了制备一种结构，基于该结构应用不同类型的带电粒子，从而实现电离和位移缺陷直接交互作用的研究，提供了一种研究电离缺陷和位移缺陷直接交互作用的试验方法。

一种研究电离缺陷和位移缺陷直接交互作用的试验方法按照以下步骤进行：

一、将绝缘体或半导体与导体按照每层从上到下的顺序制备成导体-绝缘体-导体的结构或者导体-半导体-导体的结构，其中半导体的掺杂浓度为1E14/cm³～1E17/cm³；常温条件下，绝缘体的电阻率不小于1E12Ω·cm，导体的电阻率不大于1E-4Ω·cm；

二、导体-绝缘体-导体的结构或者导体-半导体-导体的结构中绝缘体或半导体的厚度为a₁，导体的厚度为a₂，其中，a₂≥10a₁；