Published November 11, 2022
| Version v1
Publication
Open
Ultra‐Strong Comprehensive Radiation Effect Tolerance in Carbon Nanotube Electronics
Creators
- 1. Peking University
- 2. Institute of Microelectronics
- 3. Chinese Academy of Sciences
- 4. National Space Science Center
- 5. University of Chinese Academy of Sciences
Description
Carbon nanotube (CNT) field-effect transistors (FETs) have been considered ideal building blocks for radiation-hard integrated circuits (ICs), the demand for which is exponentially growing, especially in outer space exploration and the nuclear industry. Many studies on the radiation tolerance of CNT-based electronics have focused on the total ionizing dose (TID) effect, while few works have considered the single event effects (SEEs) and displacement damage (DD) effect, which are more difficult to measure but may be more important in practical applications. Measurements of the SEEs and DD effect of CNT FETs and ICs are first executed and then presented a comprehensive radiation effect analysis of CNT electronics. The CNT ICs without special irradiation reinforcement technology exhibit a comprehensive radiation tolerance, including a 1 × 104 MeVcm2 mg-1 level of the laser-equivalent threshold linear energy transfer (LET) for SEEs, 2.8 × 1013 MeV g-1 for DD and 2 Mrad (Si) for TID, which are at least four times higher than those in conventional radiation-hardened ICs. The ultrahigh intrinsic comprehensive radiation tolerance will promote the applications of CNT ICs in high-energy solar and cosmic radiation environments.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتبر الترانزستورات ذات التأثير الميداني للأنابيب النانوية الكربونية لبنات بناء مثالية للدوائر المتكاملة الصلبة بالإشعاع، والتي يتزايد الطلب عليها بشكل كبير، خاصة في استكشاف الفضاء الخارجي والصناعة النووية. ركزت العديد من الدراسات حول تحمل الإشعاع للإلكترونيات القائمة على CNT على تأثير الجرعة المؤينة الإجمالية (TID)، في حين أن القليل من الأعمال نظرت في تأثيرات الحدث الواحد (SEEs) وتأثير ضرر الإزاحة (DD)، والتي يصعب قياسها ولكنها قد تكون أكثر أهمية في التطبيقات العملية. يتم أولاً تنفيذ قياسات SEEs وتأثير DD لـ CNT FETs و ICS ثم يتم تقديم تحليل شامل لتأثير الإشعاع لإلكترونيات CNT. تُظهر وحدات التحكم الإشعاعية للكونفدرالية التي لا تحتوي على تقنية تقوية إشعاعية خاصة تحملاً شاملاً للإشعاع، بما في ذلك مستوى 1 × 104 MeVcm2 mg -1 من عتبة نقل الطاقة الخطية المكافئة للليزر (LET) لـ SEEs، 2.8 × 1013 MeV g -1 لـ DD و 2 Mrad (Si) لـ TID، وهي أعلى بأربعة أضعاف على الأقل من تلك الموجودة في وحدات التحكم الإشعاعية التقليدية. سيعزز التسامح الإشعاعي الشامل فائق الجودة تطبيقات الأشعة تحت الحمراء في بيئات الإشعاع الشمسي والكوني عالية الطاقة.Translated Description (French)
Les transistors à effet de champ (FET) à nanotubes de carbone (CNT) ont été considérés comme des blocs de construction idéaux pour les circuits intégrés (CI) durs au rayonnement, dont la demande augmente de façon exponentielle, en particulier dans l'exploration spatiale et l'industrie nucléaire. De nombreuses études sur la tolérance aux rayonnements de l'électronique à base de CNT se sont concentrées sur l'effet de la dose ionisante totale (DIT), tandis que peu de travaux ont pris en compte les effets d'événement unique (EES) et l'effet de dommage par déplacement (DD), qui sont plus difficiles à mesurer mais peuvent être plus importants dans les applications pratiques. Les mesures des EES et de l'effet DD des TEC et des CI CNT sont d'abord exécutées, puis une analyse complète de l'effet du rayonnement de l'électronique CNT est présentée. Les CI CNT sans technologie de renforcement d'irradiation spéciale présentent une tolérance au rayonnement complète, y compris un niveau de 1 × 104 MeVcm2 mg-1 du transfert d'énergie linéaire de seuil équivalent laser (LET) pour les SEE, 2,8 × 1013 MeV g-1 pour DD et 2 Mrad (Si) pour TID, qui sont au moins quatre fois plus élevés que ceux des CI durcis au rayonnement conventionnels. La tolérance au rayonnement globale intrinsèque ultra-élevée favorisera les applications des circuits intégrés CNT dans les environnements de rayonnement solaire et cosmique à haute énergie.Translated Description (Spanish)
Los transistores de efecto de campo (FET) de nanotubos de carbono (CNT) se han considerado bloques de construcción ideales para circuitos integrados (CI) duros a la radiación, cuya demanda está creciendo exponencialmente, especialmente en la exploración del espacio ultraterrestre y la industria nuclear. Muchos estudios sobre la tolerancia a la radiación de la electrónica basada en CNT se han centrado en el efecto de la dosis ionizante total (TID), mientras que pocos trabajos han considerado los efectos de evento único (SEE) y el efecto de daño por desplazamiento (DD), que son más difíciles de medir pero pueden ser más importantes en aplicaciones prácticas. Las mediciones de los SEE y el efecto DD de los FET e IC de CNT se ejecutan primero y luego se presenta un análisis exhaustivo del efecto de la radiación de la electrónica de CNT. Los circuitos integrados CNT sin tecnología especial de refuerzo de irradiación exhiben una tolerancia a la radiación integral, que incluye un nivel de 1 × 104 MeVcm2 mg-1 del umbral de transferencia de energía lineal (LET) equivalente al láser para SEE, 2.8 × 1013 MeV g-1 para DD y 2 Mrad (Si) para TID, que son al menos cuatro veces más altos que los de los circuitos integrados convencionales endurecidos por radiación. La tolerancia a la radiación integral intrínseca ultra alta promoverá las aplicaciones de los circuitos integrados CNT en entornos de radiación solar y cósmica de alta energía.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:bacde38ca0267f9a36143943a6712a47
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تفاوت قوي للغاية للتأثير الإشعاعي الشامل في إلكترونيات الأنابيب النانوية الكربونية
- Translated title (French)
- Tolérance globale ultra-forteà l'effet des rayonnements dans l'électronique des nanotubes de carbone
- Translated title (Spanish)
- Tolerancia al efecto de radiación integral ultrafuerte en la electrónica de nanotubos de carbono
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4308767243
- DOI
- 10.1002/smll.202204537
References
- https://openalex.org/W1575924197
- https://openalex.org/W1996194621
- https://openalex.org/W2018314368
- https://openalex.org/W2024603343
- https://openalex.org/W2037616057
- https://openalex.org/W2046741141
- https://openalex.org/W2059214545
- https://openalex.org/W2059391761
- https://openalex.org/W2062809851
- https://openalex.org/W2096927458
- https://openalex.org/W2132529273
- https://openalex.org/W2140192696
- https://openalex.org/W2141741891
- https://openalex.org/W2142494558
- https://openalex.org/W2148071019
- https://openalex.org/W2151701860
- https://openalex.org/W2167123894
- https://openalex.org/W2477419077
- https://openalex.org/W2598093572
- https://openalex.org/W2770225412
- https://openalex.org/W2772387620
- https://openalex.org/W2778631497
- https://openalex.org/W2800383436
- https://openalex.org/W2801708701
- https://openalex.org/W2808625130
- https://openalex.org/W2890726243
- https://openalex.org/W2896389539
- https://openalex.org/W2897720402
- https://openalex.org/W2898167007
- https://openalex.org/W2901173669
- https://openalex.org/W2912350987
- https://openalex.org/W2913784977
- https://openalex.org/W2948934798
- https://openalex.org/W2952885217
- https://openalex.org/W2970187632
- https://openalex.org/W3026984972
- https://openalex.org/W3030203326
- https://openalex.org/W3033545840
- https://openalex.org/W3081159380
- https://openalex.org/W3094314119
- https://openalex.org/W3108093401
- https://openalex.org/W3132293550
- https://openalex.org/W3159800694
- https://openalex.org/W3203265708
- https://openalex.org/W3209644892