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。辐射效应机理和抗辐射加固技术研究一直是世界航天大国和核大国研究的热点和难点。
航天器运行所处的空间环境中存在大量的质子、重离子、电子等射线粒子，这些粒子会在航天器电子器件中产生单粒子效应、总剂量效应、位移效应等空间辐射效应，导致电子系统性能下降、状态改变，甚至功能失效，影响航天器使用寿命及在轨稳定运行。据统计，空间辐射效应引起的航天器故障占总故障的45%左右，居航天器各类故障之首。
未来航天器功能和性能要求越来越高，对高可靠、高集成度、高性能、低功耗电子器件提出了强烈的需求。
电子器件特征工艺尺寸进入纳米工艺节点后，集成电路对功耗和集成密度的要求使得器件研发需采用新的材料，构建新的器件结构及开发新的工艺。例如，在材料上引入高迁移率沟道材料、高K 栅介质、金属栅极等，以降低器件漏电流及功耗；在结构上引入全耗尽绝缘体上硅、鳍型场效应晶体管、环栅场效应晶体管等新型器件，以增强栅的控制能力；在工艺上引入提升源漏技术、超低K介质铜互连技术、三维封装技术等，以提高电路速度和解决封装小型化问题。
先进纳米器件引入了新的材料、工艺和结构，给纳米器件空间辐射效应机理、试验技术和加固技术研究带来了新的挑战，我国空间技术发展对先进纳米器件抗辐射加固技术需求迫切。
需要深入研究纳米工艺材料、器件和电路辐射效应机制，重点开展纳米器件辐射效应机理与试验技术研究，揭示纳米工艺材料及器件辐射损伤微观机制和损伤机理，建立用于纳米器件及电路敏感区域分布和薄弱环节分析的重离子微束模拟试验方法，提出纳米器件和电路抗辐射加固设计新方法，解决纳米器件空间辐射效应和抗辐射加固面临的关键科学问题，为航天器长期在轨可靠运行提供技术支撑。
西北核技术研究所陈伟研究员牵头，联合中国科学院近代物理研究所刘杰团队、西安电子科技大学马晓华团队、中国原子能科学研究院郭刚团队、北京微电子技术研究所赵元富团队等，在国家自然科学基金重大项目“纳米器件辐射效应机理及模拟试验关键技术”(No.11690040)的支持下，发挥辐射物理、加速器应用、微电子学交叉学科和产学研优势，聚焦纳米材料、器件、电路三个层面空间辐射效应研究所面临的关键科学问题，开展了纳米器件空间辐射损伤微观表征、电荷收集与可靠性退化、单粒子效应传播与防护等研究，在物理机理、实验技术、加固方法等方面取得了一系列创新成果，为未来新一代先进电子系统用高端核心器件的抗辐射加固提供了技术支撑。
《纳米器件空间辐射效应》（陈伟等著．北京：科学出版社，2024.6）是纳米器件空间辐射效应研究成果的总结。本书主要介绍纳米器件空间辐射效应基本概念和研究现状、纳米器件所用材料的辐射损伤微观表征、纳米器件空间辐射效应新机理及可靠性、辐射损伤在纳米电路中的传播机制和加固方法、空间辐射效应重离子模拟试验技术等内容。
全书共6章：
第1 章由西北核技术研究所陈伟、赵雯、郭晓强撰写，罗尹虹、刘杰、马晓华、赵元富、郭刚、丁李利等提供素材；
第2 章由中国科学院近代物理研究所刘杰和翟鹏飞撰写，曾健、张胜霞、胡培培、李宗臻、罗捷、徐丽君、刘文强、闫晓宇等提供素材；
第3 章由西安电子科技大学马晓华和曹艳荣撰写，吕航航、马毛旦、王志恒、王敏、张宏涛、张新祥、陈川、吴林珊、王锐、张裴等提供素材；
第4章由西北核技术研究所陈伟、罗尹虹、赵雯、丁李利撰写；
第5 章由北京微电子技术研究所赵元富、王亮和复旦大学李炎撰写，李同德、刘亚娇、苑靖爽、孙雨、谭驰誉等提供素材；
第6 章由中国原子能科学研究院郭刚、孙浩瀚、张峥、张付强、殷倩撰写。
本书可为从事电子器件和系统抗辐射加固设计的技术人员，以及抗辐射电子学和辐射物理研究领域相关人员提供参考。
本文摘编自《纳米器件空间辐射效应》（陈伟等著．北京：科学出版社，2024.6）一书“前言”“第1 章 绪 论”，有删减修改，标题为编者所加。
(辐射环境模拟与效应丛书)
ISBN 978-7-03-078610-4
责任编辑：
宋无汗，15902971152
郑小羽，18049634557
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