СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2015 тур могут быть гораздо более успеш- ными в сравнении со всеми другими известными твердотельными полу- проводниковыми датчиками медлен- ных, в том числе тепловых (с энергия- ми меньше 0,5 эВ), нейтронов. В качестве мишеней в датчиках мед- ленных нейтронов ничего нового нет. Есть прекрасные преобразователи ней- тронной энергии на базе 10 5 В и 113 Сd. Это универсальные материалы для «компаундирования» нейтрона с ядра- ми указанных веществ. Их применя- емость, или, точнее, граница раздела применения на медленных нейтро- нах, показана на рисунках 6 и 7 [1, 2]. Ядерные реакции в системах медлен- ные нейтрон/ 10 5 В или нейтрон/ 113 Cd выглядят так: ● реакция распада или , . В качестве регистраторов нейтро- нов на 10 5 В часто используют твёрдо- дисперсные системы ZnS(Ag)/1 мкм, входящие в окись бора B 2 O 3 от 0,1 мкм; ● реакция синтеза . Из рисунков 6 и 7 следует, что наи- более эффективным является примене- ние системы медленный нейтрон / 10 5 В / i-GaAs в диапазоне энергий нейтронов 0,5 эВ – 100 кэВ, а системы медленный (точнее, тёплый) нейтрон / 113 Cd / i-GaAs – в диапазоне от 0,5 до сотых долей эВ. Для разделения границы тёплых и промежуточных нейтронов приме- няются бинарные 113 Cd/ 10 5 В-мишени ( 10 5 В в кадмиевой капсуле) / i-GaAs. Очевидно, что можно использовать как вертикальные p–i–n равновесные и обратносмещённые GaAs-структуры, так и (вероятно, более эффективные) нейтронные транзисторы с радиаци- онным затвором. LPE I -G A A S - ДАТЧИКИ КОСМИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Датчики для сенсорики электромагнитного излучения в глубоком космосе Первое, что необходимо отметить, это то, что LPE i-GaAs-электроника (силовые приборы, СВЧ-электроника, фотоника, цифровая техника) – это лучшие из имеющихся сегодня в мире решений с точки зрения построения бортовой электроники для МКС, меж- планетных станций, гиперзвуковых ракет/самолётов в стратосфере / ближ- ней ионосфере, а в сочетании (в гетеро- исполнении) с Al х Ga 1-x As (x ≈ 0,6), ZnS, ZnSeS новая электроника будет при- годна для эксплуатации в атмосфере Венеры. Высочайший диапазон рабо- чих температур LPE i-GaAs (Si) – до 300– 350 ° С, гетеросистемы GaAs / ZnS – до 400–450 ° С (температура на поверхно- сти Венеры ≈ 480 ° С, в атмосфере Вене- ры – 200–450 ° С). Кроме того, данные гетерокристаллы очень хорошо выдерживают космиче- скую радиацию (солнечные батареи на МКС созданы на основе GaAs). Диапазон космического электро- магнитного излучения чрезвычай- но широкополосен – от звуково- го ( ≈ 1000 Гц), которое зафиксиро- вала Автоматическая межпланетная станция Европейского космическо- го агентства «Розетта» при посадке на ядро кометы 67Р/Чурюмова–Гераси- менко, до сверхжёсткого γ -излучения 10 21 –10 22 Гц (X-лучи). Для сканирования электромагнитно- го пространства нужны чувствитель- ные радиационно-стойкие приборы с широким температурным диапазоном (± ° C). Кроме этого, полупроводнико- вые приборы должны не только при- нимать волны от метрового диапа- зона до тысячных долей ангстрема Å (Х-лучи), но и сами должны быть спо- собны излучать энергию в широком диапазоне: инфракрасном оптическом диапазоне, ультрафиолетовом, рентге- новском или λ -диапазоне, что, в прин- ципе, показано в предыдущих статьях, опубликованных в журнале «Современ- ная электроника» [4, 9]. Принимая во внимание научные идеи ныне здравствующего величай- шего физика современности, нашего соотечественника В.Г. Веселаго, мож- 10 –2 10 –1 10 0 10 1 10 2 10 3 σ , б 10 –2 10 –1 10 0 10 1 10 В(n, α ) 10 В(tot) 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Е, эВ 10 1 10 2 10 3 10 4 10 –3 10 –2 10 –1 10 0 10 1 10 2 10 3 Сечение Энергия нейтронов Рис. 5. Одна из моделей приёмного двухэлектродного транзистора с инжекционным затвором Рис. 6. Зависимость сечения захвата 10 5 В от энергии нейтронов [2] Рис. 7. Зависимость сечения захвата в барнах 113 Сd от энергии нейтрона [9]