相變存儲(chǔ)單元抗輻照性能數(shù)值仿真.pdf

1、相變存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)密度高、功耗低、壽命長等特點(diǎn)，在航空航天方面中有著非常廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是最具有前途的下一代存儲(chǔ)器之一。相變存儲(chǔ)器利用存儲(chǔ)介質(zhì)相態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。這種利用材料結(jié)構(gòu)變化而非電荷變化的存儲(chǔ)方式使其具有固有的抗輻照特性。但其抗輻照機(jī)理及量化方式尚不明確，因此，仿真相變存儲(chǔ)器的抗質(zhì)子輻照性能有著重大的意義。
　　采用蒙特卡羅方法跟蹤質(zhì)子在存儲(chǔ)單元的行進(jìn)過程，記錄質(zhì)子每次碰撞的位置和能量損失。使用有限元法解電傳導(dǎo)方程

2、和熱傳導(dǎo)方程，利用經(jīng)典的成核-生長理論模擬存儲(chǔ)單元的相變過程。依據(jù)上述方法，在MATLAB環(huán)境中構(gòu)建了存儲(chǔ)單元抗質(zhì)子輻照仿真系統(tǒng)。
　　仿真結(jié)果表明，質(zhì)子在存儲(chǔ)單元的行進(jìn)軌跡隨著初始能量的變化而變化。由于低能時(shí)其強(qiáng)烈的彈性碰撞，相對于高能質(zhì)子，低能質(zhì)子在存儲(chǔ)單元內(nèi)的軌跡更加曲折；在課題仿真條件下，存儲(chǔ)單元對質(zhì)子的阻止本領(lǐng)隨著初始能量的增加呈先增加后減小的趨勢，最大阻止本領(lǐng)出現(xiàn)在初始能量2 MeV處；存儲(chǔ)單元的材料對質(zhì)子存在一定的阻

3、止作用，能量85 KeV的質(zhì)子才能達(dá)到存儲(chǔ)單元的相變層，而能量500 KeV左右的質(zhì)子才能穿透存儲(chǔ)單元；單個(gè)質(zhì)子對靜態(tài)相變存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)沒有影響；單個(gè)質(zhì)子對動(dòng)態(tài)相變存儲(chǔ)單元存在一定影響，且在操作脈沖作用期間，質(zhì)子入射的時(shí)間越靠前，質(zhì)子對存儲(chǔ)單元的影響越大，但質(zhì)子的影響不足3.7％，單個(gè)質(zhì)子加速了存儲(chǔ)單元的操作；在質(zhì)子總劑量效應(yīng)下，質(zhì)子劑量小于12 Mrad(SiO2)時(shí)，存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)信息沒有變化，劑量小于18 Mrad(SiO2)