InP中子位移损伤效应的Geant4模拟

摘要：

磷化铟(InP)作为第二代化合物半导体材料,抗辐照能力强,光电转换效率高,在光子领域和射频领域具有优势.大气空间中,InP半导体器件受大气中子辐照影响,器件性能发生退化.本文采用蒙特卡罗模拟软件Geant4对InP中子辐照效应进行模拟,得到InP中不同能量中子产生的位移损伤初态分布.结果表明:在微米量级内,非电离能量损失(NIEL)随深度均匀分布,在厘米及更高量级上,NIEL随着入射深度的增大而降低,当靶材料足够厚时可以降低至零;分析1—20 MeV中子入射3μm InP产生的NIEL及其随深度分布,发现NIEL随入射中子能量的增加呈现出先升后降的趋势,该趋势主要由非弹性散射反应产生的初级反冲原子(PKA)造成;分析1—20 MeV中子入射3μm InP产生的PKA种类、能量,发现In/P的PKA占比较大,是产生位移损伤的主要因素,中子能量越高,PKA的种类越丰富,PKA最大动能越大,但PKA主要分布在低能部分.研究结果对InP基5G器件在大气中子辐射环境中的长期应用具有理论和指导价值.

关键词：中子、InP、位移损伤、非电离能量损失

所属期刊栏目：71

分类号：TN322;TN43;O572.212

资助基金：基础加强计划;资助的课题

在线出版日期：2022-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：71-78