纳米器件空间辐射效应机理和模拟试验技术研究进展

电子器件空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一,一直是国际上抗辐射加固技术领域研究的热点和难点.高可靠、高集成度、高性能、低功耗、低成本是未来新一代先进电子系统发展的必然要求,采用更高性能的抗辐射加固纳米器件是必然的趋势.本文在深入调研国内外研究现状的基础上,分析了纳米器件辐射效应面临的新问题.纳米工艺存在着很多不同于大尺寸工艺的特点,沟道长度缩小到十几个纳米,栅氧化层等效厚度小于1 nm.在工艺上引入了纵向逆掺杂阱或横向晕环掺杂技术,以降低栅极诱导漏极漏电效应;在材料上引入了多元半导体材料、应变硅、锗硅、高k栅介质、金属栅极等,以降低器件功耗;在结构上引入了三维Fin FET结构,以增强栅的控制能力.这种趋于物理极限的工艺特点、新材料和新结构的采用产生了许多新的辐射效应现象和机制,模拟试验技术更加复杂,给抗辐射加固技术研究带来了新的挑战.本文综述了纳米器件辐射效应的研究现状和趋势,重点针对28 nm及以下特征工艺纳米器件辐射效应研究及模拟试验的需求,提出了需要研究的科学问题和关键技术,希望能为纳米器件抗辐射加固与空间应用提供参考.     

中国空间辐射生物研究面临的挑战和机遇

<正>中国神州系列飞船的成功发射和天宫系列建设任务的顺利实施,再次引发航天潮.美国提出了重返月球、登陆火星等计划(NASA Strategic Plan 2014, www.NASA.gov),俄罗斯、日本和印度等国也不甘落后,欧洲甚至提出移民火星.但是,外太空是个混合辐照场,空间辐射的能量高、富含高能带电(high atomic number and high energy,HZE)粒子,对航天员的健康威胁在任何情况下都必然存在,是任何空间探索任务都不可回避的问题.对于登陆火星和月球殖民等长周期深空探索任务而言,航天员面临的最大挑战是空间辐射诱导的肿瘤发生、心血管疾病等健康问题.     

辐射幽禁效应研究

辐射在吸收介质中的传输过程,由于吸收与再发射过程存在,一个光脉冲从入射到透出光子曾反复经过吸收、发射、再吸收、再发射……的多次过程。这种辐射幽禁效应会引起脉冲时间分布产生变化。吸收辐射介质的能级的寿命、跃迁几率、介质密度都是产生这一效应的主要因素。因此研究这一问题可搞清楚荧光的时间谱与介质浓度及微观参数的关系,Payne等     

新疆细羊毛辐射效应的NMR研究

羊毛纤维主要是由α角蛋白组成的天然大分子纤维,含有较全的一般氨基酸.由于多肽链结构中富含许多二硫交联键的胱氨酸,因此难以溶解.多年来对羊毛蛋白质一级结构的研究一般需要对其进行化学降解和提纯后方可进行分析.这不但费工费时而且还破坏了羊毛纤维的聚集态结构和α螺旋结构.近年发展起来的固体高分辨NMR方法,则无需对试样进行溶解和破坏即可直接测试.这不但可方便省时地进行蛋白质序列结构的分析,而且可以提供一些有关蛋白质二级结构信息,因而引起了人们极大的兴趣.Asakura等曾用固体NMR方法对蚕丝蛋白进行了系列的研究,取得了很大的进展.我们用固体~(13)C CPMAS方法,对新疆细羊毛纤维角蛋白在~(60)Coγ射线辐照下的稳定性以及羊毛-丙烯腈,羊毛-丙烯酸辐射接枝共聚物的结构进行了初步的研究.     

载人深空探索中空间辐射风险评估所面临的问题和挑战

在载人深空探索任务的计划与实施中,首先需要考虑的是确保航天员的安全和健康.空间辐射是载人深空飞行中威胁航天员健康的主要风险因素之一.本文对载人深空探索任务中空间辐射风险评估所面临的问题和挑战进行了系统地总结和分析,提出了当前与空间辐射风险评估有关的6个方面的主要问题:空间辐射品质因子的预测、低剂量/剂量率辐射风险的外推、剂量和剂量率降低效应因子的预测、个体辐射敏感性差异的甄别、微重力等空间因素对辐射风险的影响、以及太阳质子事件引起急性辐射损伤的评估等.针对这些科学问题和挑战,本文进一步讨论了在未来相应的研究或实践中需要建立和发展的主要关键技术.对载人深空探索中空间辐射风险评估所面临的科学问题和关键技术的梳理和分析可为有效降低空间辐射对航天员的健康风险提供相应的对策.     

有机半导体器件中的磁场效应研究进展

有机半导体器件中的磁场效应, 是指在不包含任何磁性功能层的有机半导体器件中, 其电流或发光在外加磁场作用下发生改变的现象. 由于有机半导体器件中的磁场效应具有高的灵敏度, 且其绝对值即使在室温下也较大, 因此有机半导体中的磁场效应具有重要的科学意义和实用价值, 从而引起了科研人员的广泛兴趣, 并取得了较大的研究进展. 本文较详细地介绍了该领域的研究历史、现状和已经取得的主要研究结果, 重点综述了产生该奇特磁场效应可能的物理机制, 并对其未来的发展方向进行了展望.     

测定人体辐射效应的新方法

迄今,人们对辐射的生物效应的直接评价仍然是很困难的.现在美国劳伦斯利物摩实验室的科学家发明了一种测定人体辐射效应的新方法.这种方法有助于对人体接收的辐射剂量的评价,也可能对有遗传致癌倾向的人作出鉴定.这种方法是如此灵敏,以致辐射引起的生物损伤的程度可能提供一种受到的辐射剂量的量度.     

空间辐射物理及应用研究现状与挑战

空间辐射物理及应用主要研究航天器的辐射效应及提高其可靠运行能力的理论与关键技术,是涉及核科学与宇航电子学的交叉学科,主要包括空间辐射环境模拟、辐射测量、辐射效应与加固等.空间辐射损伤是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一,随着微电子和航天技术的发展,空间辐射物理研究面临许多新的挑战.本文围绕空间辐射环境研究与模拟、辐射测量技术、辐射效应机理、电子元器件与系统抗辐射加固技术等方面,深入分析国内外研究现状、热点及面临的挑战,梳理急需解决的关键基础问题,提出我国空间辐射物理及应用研究发展建议.     

我国首次高温超导器件空间试验获得成功

中国科学院物理研究所研制的高温超导滤波器在我国首颗民用新技术试验卫星——实践九号A星搭载试验取得圆满成功.这是我国超导技术首次成功完成空间试验,使我国成为国际上继美国之后第二个将超导器件成功送上太空的国家,表明我国的超导技术应用已跻身国际前列,对超导技术在我国的应用,特别是空间应用具有重要意义.由中国科学院物理研究所和航天科技集团空间技术研究院510所联合研制的超导滤波器验证试验装置是实践九号卫星的重要有效载荷之一,其中中国科学院物理研究所负责超导滤波器的研制,航天     

氘化酵母的耐快中子辐射效应

快中子的相对生物效应远大于1,所以中子弹以其强烈的中子辐射能有效地杀死生物。如果一生物体内的氕原子被氘原子所取代,在理论上是可以耐中子辐射的。我们用啤酒酵母(Saccharomyces Carlsbergensis)作材料,在氘水培养液中进行培养;同时用普通培养液作对     

东亚地区沙尘长波辐射对其辐射效应贡献的个例研究

<正>为了评估沙尘气溶胶长波辐射对沙尘总辐射效应的贡献,本文将一个沙尘长波辐射参数化方案嵌套于中尺度沙尘预报系统GRAPES_CUACE/dust中,并将其辐射效应在线反馈到模式的动力过程.采用包括参照实验即不包括沙尘的辐射效应(CTL),只包含沙尘短波辐射反馈(SW)和同时包含沙尘短波和长波辐射反馈(SW+LW)的     

有机分子器件输运性质的接触距离效应

在两金电极间置于空间对称的苯硫(PDT)分子构成一分子器件模型, 并通过移动其中一电极变对称接触为非对称接触. 利用第一原理方法研究了该器件的输运性质, 结果表明, 器件的I(G)-V特性相对偏压极性有显著的非对称, 其电流及电导的大小明显地依赖于分子与电极的接触距离, 即非对称接触能导致器件伏安特性的弱整流效应. 分析表明最高占据分子轨道(HOMO)是器件的共振隧穿轨道, 偏压作用使器件充电进而移动HOMO是I(G)-V非对称性的内在原因.     

量子点与分子器件中的近藤效应

近藤效应是低温凝聚态物理研究的重要领域, 指的是低温下稀磁合金电阻随温度降低而反常增加的多体现象. 在量子点系统中, 其表现为低温下电导随温度降低而升高. 本文重点描述了量子点系统中平衡近藤效应、非平衡近藤效应, 以及当单态与三重态发生简并时含有偶数个电子的量子点产生的近藤效应的基本特征和物理原理. 并指出基于有机材料的单原子/单分子晶体管为近藤效应的研究提供了全新的途径.     

莫斯科的宇航博物馆

苏联首都莫斯科有一个以汇集博物馆而负盛名的地区,在科尔莱克欣,以德莱契柯夫美术博物馆为嚆矢,历史博物馆、建筑博物馆以及托尔斯泰、屠斯忒也夫斯基、高尔基故居辟建的博物馆林立纷陈。     

外来词翻译的新问题

《汉字文化》1998年4期刊登的李树新先生的“因声循义──汉译外来词的文化倾向”一文,对于汉语翻译外来词汇的成就,作了充分的举例说明和分析,并将其提升到一种文化倾向的高度。笔者很赞同李先生的这种分析,这种优良的文化倾向理应得到继承和发展。但是笔者从另一角度观察,觉得因声循义这种优良的文化倾向,在当前面临难以继承发展的状况,有时反而遭到忽视以至摈弃。文化作为整体,反映一个社会、民族、国家的整体水平。文化本身是由各种不同的层次综合而成。上层的精英文化和基层的民间文化常常相互渗透,彼此影响。上层精英文化可…     

遗传学引出的新问题

自从二十年前医生们第一次在胎儿出生前便能判断其性别并断定其是否有先天愚型症以来,伦理学家们一直在发出警告,说遗传基因测试技术会导致一些令人进退两难的问题。现在,遗传基因测试手段正在迅速增加,人们通过该技术所能辨别的因遗传基因病变     

NASA的宇航技工机器人

正美国宇航局(NASA)的空间机器人将需要R2D2和BB-8的维修能力和智能,但实际却可能类似于C3PO和K-2SO。我们应该建造什么样的机器人来帮助宇航员探索我们自己的星系?20年来,NASA约翰逊航天中心的工程师一直在努力寻找这个问题的答案。最初是Robonaut:安装在几个不同的下肢和移动平台上的有着五指的类人上半身,用以研究拟人机器人在空间和行星表面的潜力。Robonaut2是更先进的版本,于2011年飞往国际空间     

城市气溶胶的辐射效应及对混合层发展的影响

文献[1]指出,在受烟尘污染的城市,到达地面的太阳辐射可被严重削弱。这显然会改变地面和气溶胶所在气层的热量收支,从而影响低层大气的温度分布和边界层的发展。本文拟从观测资料和理论计算两方面就这个问题进行分析。本文所用资料取自1989年12月1—15日在兰州地区进行的一次外场观测。在三个测点进行了大气浑浊度、辐射量和风温廓线的观测。兰州大学测点(简称兰州)接近城市中心,海拔高度1530m,南山顶测点高出城市620m,皋兰县气象站(简称皋兰)位于较开阔的农村,海拔高度1668m。整个观测期间天气以晴为主,有时多云,无明显天气过程。     

空间、时间和宇宙理论面临挑战

空间、时间和宇宙观念是力学、物理学、天文学、数学和哲学的重要基本观念."上下四方日宇,古往今来日宙"不仅道出古代三维空间和一维时间的概念,也道出空间、时间就是宇宙的本质.     

探测彗星的宇航大竞赛

一哈雷彗星奔向太阳时将遭到截击彗星常使人神往,但有时也使人感到可怕。这些难以预测的“客人”,曾被人们认为是战争、饥馑和瘟疫的预兆,或被当成是上帝警告人类而投下的火球。事实上、一颗彗星是一颗肮脏的“雪球”,直径有几公里长,由冰、各种冷冻气体和尘埃组成。这些成分说来也许并不令人惊奇,但由于其中最著名的一颗彗星——哈雷彗星——即将来临,争取能首先到达这颗彗星的一场新的宇航大竞赛已经开始了。大多数彗星的运行轨道呈雪茄似的长椭圆形,它们很少能回复到太阳系内的温暖地带。当它们接近太阳时,那些冷冻的挥发物便气化了,在其核心周围形成绒毛状的气体晕圈,被称为“彗发”,人