本發(fā)明涉及空間環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計算方法。

背景技術(shù)：

空間輻射環(huán)境及其效應研究是一門結(jié)合空間科學與空間技術(shù)，集宏觀宇宙與微觀物質(zhì)研究于一體的綜合性學科，是空間科技發(fā)展的必要環(huán)節(jié)，單粒子效應研究是空間輻射效應研究重點之一。隨著航天領(lǐng)域各軌道航天器在復雜空間輻射環(huán)境中數(shù)量逐漸增加，輕量化、低功耗、高可靠等需求使得高性能、高集成度宇航器件大量應用，器件特征尺寸及本征開關(guān)時間減小，單粒子效應日趨明顯。

單粒子效應是指空間中單個高能粒子，在器件材料中通過直接電離作用或者核反應生成次級粒子的間接電離作用產(chǎn)生并累積有效電離電荷，被器件敏感節(jié)點收集后，導致器件工作狀態(tài)、邏輯狀態(tài)、輸出電平、功能受阻等發(fā)生變化或損傷的現(xiàn)象。其中一個關(guān)鍵參數(shù)就是線性能量轉(zhuǎn)移值(let)，電離電荷量有直接關(guān)系。

在仿真過程中，很多研究者認為let為常數(shù)，忽略了在重離子入射過程中l(wèi)et的變化，這往往導致仿真結(jié)果的不可靠性，模型的不精確等問題。而空間重離子種類較多，空間應用的器件種類也較多，通過實驗來確定某種離子在某種材料中的let畢竟是有限的，因此，迫切的需要提出一種仿真計算let的方法，來預測重離子入射器件電離損失的能量，為單粒子效應仿真以及實驗奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計算方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計算方法，包括：

利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)，設(shè)置入射粒子的種類，能量以及粒子數(shù)目，得到的電離能量損失eenergy_loss與入射深度d的關(guān)系；

電離能量損失eenergy_loss除以產(chǎn)生一對電子空穴對所需要的能量，即獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對數(shù)，即let由下式表示：

式中，ee-h表示產(chǎn)生一對電子空穴對所需要的能量。

優(yōu)選地，利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)包括建立器件的各層材料，厚度和組分。

本發(fā)明實施例中的一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計算方法，利用srim軟件來模擬空間輻射重離子入射器件過程，計算器件中l(wèi)et與入射深度能量的關(guān)系，來預測重離子入射器件電離損失的能量，而且只需要很少的仿真工作就可以確定出器件中l(wèi)et值，節(jié)約了試驗經(jīng)費和成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是srim仿真重離子(2mev氧離子)入射inp/ingaashbt器件過程示意圖；

圖2是電離能量損失與入射深度d關(guān)系圖；

圖3是線性能量轉(zhuǎn)移值(let)與入射深度d關(guān)系圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例中提供的一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計算方法，該方法包括以下步驟：

利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)，包括器件各層材料，厚度，組分等，并設(shè)置入射粒子的種類，能量以及粒子數(shù)目，最終得到的電離能量損失eenergy_loss與入射深度d的關(guān)系；

在單粒子效應中，let(線性能量轉(zhuǎn)移值)與電離損傷(重離子損失的能量)，這兩者具有等效的意義。因此，電離能量損失eenergy_loss(單位：ev/μm)除以產(chǎn)生一對電子空穴對所需要的能量(ev/pair)，即可獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對數(shù)(pair/μm)，進而可以將單位轉(zhuǎn)化成(pc/μm)或者mev*cm²/mg，即let由下式表示：

式中，let單位為pair/μm，ee-h表示產(chǎn)生一對電子空穴對所需要的能量，單位為ev/pair。

下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明的方法進行詳細說明：

1.以2mev入射inp/ingaashbt器件為例，設(shè)置初始能量e0＝2mev，離子數(shù)目為99999個，利用srim軟件模擬氧離子入射inp/ingaashbt器件的過程，如圖1所示；

2.仿真得到入射氧離子在inp/ingaashbt器件內(nèi)的電離能量損失與入射深度d關(guān)系圖，如圖2所示；

3.結(jié)合電離能量損失與入射深度d的仿真結(jié)果，計算inp/ingaashbt器件中的let，見下式：

對inp材料，產(chǎn)生一對電子空穴對需要的能量為4.5ev；對ingaas材料，產(chǎn)生一對電子空穴對需要的能量為2.9ev。電離能量損失(單位：ev/μm)除以產(chǎn)生一對電子空穴對所需要的能量(ev/pair)，即可獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對數(shù)(pair/μm)，進而可以將單位轉(zhuǎn)化成(pc/μm)或者mev*cm²/mg，如圖3所示。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。