Современные изделия микроэлектронной техники широко применяются в ракетно-космической, авиационной, военной и атомной технике. Однако данные изделия весьма чувствительны к воздействию различных ионизирующих излучений (электроны, протоны, тяжелые заряженные частицы, рентгеновское и гамма-излучения). В настоящее время спектр синтезируемых материалов достаточно широк, ряд из них может быть перспективен для использования в качестве экранов радиационной защиты. В качестве материала экранов, эффективно поглощающих высокоэнергетические излучения, обычно используют тяжелые элементы. Наиболее широко применяемый тяжелый металл – свинец, но он имеет ряд недостатков. Висмут является нетоксичным и обладает невысокой стоимостью, а широкие технологические возможности получения делают его весьма актуальным для применения в качестве материала для радиационной защиты. Исследованы условия электрохимического осаждения и структура покрытий висмута, а также влияние на них различных органических добавок. Показано, что покрытия на основе висмута имеют ромбоэдрический тип кристаллической решетки, а введение в электролит ряда органических добавок приводит к изменению текстуры роста покрытий. Установлено, что с ростом толщины покрытий микроструктура изменяется от дендридной, крупнокристаллической, – к мелкодисперсной. Изучена эффективность радиационной защиты экранов на основе висмута при облучении электронами с энергией 1,6–1,8 МэВ. Эффективность ослабления электронного потока оценивалась по изменению вольтамперных характеристик тестовых МОП-транзисторных структур, расположенных за экранами и без экранов. Установлено, что оптимальными с точки зрения эффективности защиты и массогабаритных параметров являются экраны из висмута характеризующиеся значениями приведенной толщины 2 г/см2 и коэффициентом ослабления, равным 156.
Тишкевич Д. И., Богатырев Ю. В., Грабчиков С. С., Ластовский С. Б., Цыбульская Л. С., Шендюков В. С., Перевозников С. С., Позняк С. К., Труханов А. В. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ ОСАЖДЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ВИСМУТА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2017;(3):19-29.
1. Effectiveness of IC shielded packages against space radiation / J. P. Spratt [et al.] // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 1997. – Vol. 44, iss. 6. – P. 2018–2025.
2. Ефремов, Г. А. Новые материалы для локальной радиационной защиты / Г. А. Ефремов // Физика и химия обработки материалов. – 2003. – № 1. – С. 33–37.
3. RAD-COAT protection [Electronic resource] / Spase Electronics. – Mode of access: www.spacelectronics.com. – Date of access: 20.03.2017.
4. RAD-PAK protection [Electronic resource] / Maxwell Technologies, INC. – Mode of access: www.maxwell.com/ proucts/microelectronics. – Date of access: 20.03.2017.
5. Борц, Б. В. Моделирование прохождения электронов через слоистый композиционный материал / Б. В. Борц, И. Г. Марченко, П. Н. Бездверный // Вопр. атом. науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2009. – № 4. – С. 175–177.
6. Першенков, В. С. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем / В. С. Першенков, В. Д. Попов, А. В. Шальнов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 256 с.
7. Nikiforov, A. Y. Simulation of Space Radiation Effects in Microelectronic Parts / A. Y. Nikiforov, A. I. Chumakov // Effects of Space Weather on Technology Infrastructure. NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. Dordrecht: Springer, 2004. – Vol. 176. – P. 165–184.
8. Gamma radiation shielding and optical properties measurement of zinc bismuth borate glasses / P. Yasaka [et al.] // Annals of Nuclear Energy. – 2014. – Vol. 68. – P. 4–9.
9. Bismuth oxide-coated fabrics for X-ray shielding / Huda Ahmed Maghrabi [et al.] // Textile Res. J. – 2015. – Vol. 86, iss. 6. – P. 649–658.
10. Radiation attenuation by lead and nonlead materials used in radiation shielding garments / J. P. McCaffrey [et al.] // Med. Phys. – 2007. – Vol. 34, N 2. – P. 530–537.
11. Shielding properties of lead-free protective clothing and their impact on radiation doses / H. Schlattl [et. al.] // Med. Phys. – 2007. – Vol. 34, N 11. – P. 4270–4280.
12. McCaffrey, J. P. Optimizing non-Pb radiation shielding materials using bilayers / J. P. McCaffrey, E. Mainegra-Hing, H. Shen // Med. Phys. – 2009. – Vol. 36, N 12. – P. 5586–5594.
13. Гальванотехника : справочник / под ред. А. М. Гинберга [и др.]. – М.: Металлургия, 1987. – 736 с.
14. Особенности оценки радиационной стойкости микросхем в специализированных защитных корпусах / А. В. Уланова [и др.] // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС-2012) : сб. тр. / под общ. ред. А. Л. Стемпковского. – М.: ИППМ РАН, 2012. – C. 584–587.
15. Математическое моделирование свойств неоднородных структур для систем радиационной защиты / Н. П. Чирская [и др.] // Тр. 21-й Междунар. конф. «Радиационная физика твердого тела». – Севастополь, 2011. – С. 436–443.
16. Дозиметрический контроль на борту космических аппаратов с помощью МДП-дозиметров / О. В. Мещуров [и др.] // Вопр. атом. науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2002. – Вып. 4. – С. 34–38.
17. August, L. S. Estimating and reducing errors in MOS dosimeters caused by exposure to different radiations / L. S. August // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 1982. – Vol. 29, N 6. – P. 2000–2003.
18. Пономарев, В. Н. Измерение спектра быстрых электронов с использованием МОП транзисторов / В. Н. Пономарев, В. Д. Попов, Е. А. Яшков // Научная сессия МИФИ-2005 : сб. науч. тр. – М.: МИФИ, 2005. – Т. 1. – C. 87–88.
19. Коршунов, Ф. П. Воздействие радиации на интегральные микросхемы / Ф. П. Коршунов, Ю. В. Богатырев, В. А. Вавилов. – Минск: Наука и техника, 1986. – 254 c.
20. Electrodeposition of bismuth from nitric acid electrolyte / E. Sandnes [et. al.] // Electrochimica Acta. – 2007. – Vol. 52, N 21. – P. 6221–6228.
