ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2023. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.11.8
УДК: 538.97; 621.382
ОЦЕНКА И АНАЛИЗ ПОГЛОЩЁННОЙ ДОЗЫ В ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ
AlGaN/GaN ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ПОТОКОВ
РАДИАЦИОННЫХ ПОЯСОВ ЗЕМЛИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
НАНОСПУТНИКА
С.В. Цаплин, С.А. Болычев
Самарский национальный исследовательский университет
имени академика С.П. Королева
443086, г. Самара, Московское шоссе, д. 34.
Статья поступила в редакцию 17 октября 2023 г.
Аннотация. В рамках подготовки проведения натурного эксперимента проводятся исследования с помощью физико-математического моделирования в модельном приближении «Стопа» для изучения влияния ионизирующего излучения в энергетическом диапазоне протонов (от 0,1 до 400 МэВ) и электронов (от 0,04 до 7 МэВ) круговой солнечно-синхронной орбиты на радиационную стойкость гетероструктуры AlGaN/GaN в составе бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) наноспутника в условиях эксплуатации. В основе всех расчётов используются данные энергетических спектров протонов и электронов солнечно-синхронной орбите (ССО) приведённые в информационной системе Spenvis (Европейское космическое агентство). Получены результаты расчёта интегральных потоков, поглощённых доз в алюминии, гетероструктуре. Проведена оценка и анализ радиационной стойкости гетероструктуры при воздействии низко- и высокоэнергетических ионизирующих частиц ССО и их возможность функционирования в течение года.
Ключевые слова: ионизирующее излучение, поглощённая доза, радиационные пояса Земли, радиационная защита, радиоэлектронные элементы, гетероструктуры, бортовая аппаратура, малые космические аппараты.
Финансирование: Работа выполнена в рамках проекта 0777-2020-0018, финансируемого из средств государственного задания победителям конкурса научных лабораторий образовательных организаций высшего образования, подведомственных Министерству науки и высшего образования РФ.
Автор для переписки: Цаплин Сергей Васильевич, tsaplin56@yandex.ru
Литература
1. Кузнецов Н. В., Панасюк М. И. Космическая радиация и прогнозирование сбое-и отказоустойчивости интегральных микросхем в бортовой аппаратуре космических аппаратов //Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ), Серия «Радиационное воздействие на радиоэлектронную аппаратуру».-М.: Атомиздат. – 2001. – №. 1-2. – С. 3-8.
2. Цаплин С. В. и др. Исследование свойств радиоэлектронных элементов при воздействии ионизационного потока. – 2018.
3. Гулько О. Е. Механизмы отказов КМОП ИС при воздействии ионизирующих частиц космического излучения //Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2005. – №. 1-2. – С. 80-83.
4. Анашин В. С. и др. Ионизирующие излучения космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов //М.: ФИЗМАТЛИТ. – 2013.
5. ОСТ 134-1034-2003. Отраслевой стандарт. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование космических аппаратов. Методы испытаний и оценки стойкости бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов к воздействию электронного и протонного излучений космического пространства по дозовым эффектам. – Москва: ЦНИИ машиностроения, 2003.
6. Лукъященко В. И. и др. Методы испытаний и оценки стойкости бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов с длительными сроками активного существования к воздействию ионизирующих излучений космического пространства //Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2001. – №. 3-4. – С. 81.
7. Цаплин С. В., Болычев С. А. Оценка и анализ влияния ионизирующего излучения на функционирование бортовой радиоэлектронной аппаратуры наноспутника //Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2021. – Т. 20. – №. 3. – С. 77-96. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-3-77-96. Russian Science Citation Index Web of Science.
8. Цаплин С.В., Болычев С.А. Оценка поглощаемой дозы в защитном стекле при воздействии потоков ионизирующего излучения //Химия высоких энергий. – 2022. – T. 56. – № 1. – С. 50-58.
9. Цаплин С. В., Болычев С. А. Оценка и анализ радиационной стойкости радиоэлектронных элементов на кремниевой основе бортовой аппаратуры наноспутника при воздействии ионизирующего излучения солнечно-синхронной орбиты //Журнал радиоэлектроники. – 2021. – №. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.7.3.
10. NIST Standard Reference Database 124. URL: https://www.nist.gov/pml/stopping-power-range-tables-electrons-protons-and-helium-ions (дата обращения 01.09.2023).
11. The Space Environment Information System (SPENVIS). URL: www.spenvis.oma.be (дата обращения 01.09.2023).
12. Беспалов В. И. Лекции по радиационной защите. – 2017.
13. The PSTAR program. National Institute of Standards and Technology. URL: https://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/PSTAR.html (дата обращения 01.09.2023).
14. Бекман И. Н. Атомная и ядерная физика: радиоактивность и ионизирующие излучения. – 2017.
15. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. Т. 1. Физика атомного ядра //Москва. – 1993.
16. Безродных И. П., Казанцев С. Г., Семенов В. Т. Радиационные условия на солнечно-синхронных орбитах в период максимума солнечной активности //Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. – 2010. – Т. 116. – №. 3. – С. 23-26.
17. Белоус А., Солодуха В., Шведов С. Космическая электроника. В 2-х книгах. Книга 1. – Техносфера, 2015.
18. Зебрев Г. И. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах высокой степени интеграции //М.: НИЯУ МИФИ. – 2010. – С. 148.
19. Тарасова Е. А. Моделирование радиационной стойкости HEMT (обзор) //Вестник Нижегородского университета им. НИ Лобачевского. – 2014. – №. 1-2. – С. 100-115.
20. Тарасова Е. А. и др. InAlAs/InGaAs HEMT при облучении квантами высоких энергий //Физика и техника полупроводников. – 2012. – Т. 46. – №. 12. – С. 1587-1592.
21. РД 50-25645.216-90. Методические указания. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Метод расчета распределения поглощенной и эквивалентной доз космических излучений по толщине материалов на внешней поверхности космического аппарата на орбитах, проходящих через ЕРПЗ. – Москва: Изд-во Стандартов, 1990.
22. Павленко В. И. и др. Суммарные потери энергии релятивистского электрона при прохождении через полимерный композиционный материал //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2014. – №. 4. – С. 101-106.
23. Брудный П. А., Великовский Л. Э., Сим П. Е. InAlN/GaN HEMT-транзистор гигагерцового диапазона //Актуальные проблемы радиофизики (АПР 2019). – 2019. – С. 272-274.
Для цитирования:
Цаплин С.В., Болычев С.А. Оценка и анализ поглощённой дозы в гетероструктуре AlGaN/GaN при воздействии ионизирующих потоков радиационных полей Земли в условиях эксплуатации наноспутника // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.11.8