放射治疗 (RT) 的主要挑战是向肿瘤提供足够高的治疗剂量,同时保持附近器官受到可耐受的剂量,新的治疗方式正在迅速涌现。FLASH 放射治疗提供的治疗剂量比传统 RT(0.05 Gy/s)快几个数量级(≥40 Gy/s),并且已被证明可以降低正常组织发生并发症的可能性,同时提供与传统剂量率相似或更好的肿瘤控制率,减少治疗时间和器官运动相关问题。然而,FLASH RT 的临床实施面临着重大挑战,因为它的要求使得大多数现有的剂量测定设备已过时。碳化硅 (SiC) 的物理特性使其成为一种有趣的辐射剂量测定材料。SiC 的宽带隙降低了热产生电荷载流子的速率,从而与硅相比降低了漏电流和噪声。特别值得注意的是,SiC 每 mGy 沉积的信号产量(4H-SiC 为 425 pC/(mGy · mm3))低于硅。这使得 SiC 成为超高剂量脉冲辐射场或直接光束监测剂量测定的良好选择,其中半导体中的瞬时剂量沉积很大,可能会使传统硅二极管饱和。此外,SiC 具有更高的位移能量阈值,因此辐射硬度高于硅。如今,SiC 技术已经成熟,高质量基板可达 200 毫米,可广泛使用。在本次演讲中,我们将介绍在 IMB- CNM 设计和制造的新型碳化硅 PiN 二极管,旨在应对 FLASH RT 的技术挑战。在 PTB(德国)使用 20 MeV FLASH 电子束进行的首次表征中,这些二极管显示出其适用于高达每脉冲 11 Gy(4 MGy/s)剂量的相对剂量测定,且剂量测定性能可与商用金刚石剂量计相媲美 [doi:10.1088/1361-6560/ad37eb]。在 CMAM(西班牙)使用 7 MeV 质子测试了带有 FLASH 质子束的 SiC 二极管的性能,结果显示它们与剂量率具有良好的信号线性度,并且每脉冲剂量至少为 20 Gy 时响应可重复。最后,在 CNA(西班牙)使用高 LET、强脉冲质子束研究了二极管的抗辐射性。二极管的灵敏度在 1 MeV 质子中以 -1.34%/kGy 的初始速率逐渐下降,并且仅在接近 750 kGy 的剂量下才稳定下来。然而,即使累积剂量为几 MGy,每脉冲剂量的线性响应在很宽的剂量率范围内也能保持。所有这些测量都是在无需外部施加电压的情况下进行的。总之,在 IMB-CNM 制造的碳化硅二极管是硅和金刚石剂量计的真正替代品,适用于需要精确实时相对剂量测定的广泛应用,要求快速响应和长期稳定性。
碳化硅 (SiC) 具有独特的电子和热特性,非常适合用于先进的高功率和高频半导体器件,其工作性能远远超出了硅或砷化镓器件的能力。基于 SiC 的技术的主要优势包括降低开关损耗、提高功率密度、改善散热和增加带宽能力。在系统层面,这可以实现高度紧凑的解决方案,大大提高能源效率并降低成本。目前和预计采用 SiC 技术的商业应用名单正在迅速增加,包括开关电源、绿色(太阳能和风车)能源发电逆变器、工业电机驱动器、HEV 和 EV 汽车、智能电网电源切换和无线通信基站。
致谢 本研究部分由伯克利负电容晶体管中心 (BCNCT)、ASCENT(联合大学微电子计划 (JUMP) 的六个中心之一)、DARPA 赞助的半导体研究公司 (SRC) 项目以及 DARPA T-MUSIC 项目资助。本研究使用了先进光子源的资源,先进光子源是美国能源部 (DOE) 科学办公室用户设施,由阿贡国家实验室为能源部科学办公室运营,合同编号为 DE-AC02-06CH11357。本研究使用了先进光源的资源,先进光源是美国能源部科学办公室用户设施,合同编号为 DE-AC02-05CH11231。斯坦福同步辐射光源、SLAC 国家加速器实验室的使用由美国能源部、科学办公室、基础能源科学办公室资助,合同编号为 DE-AC02-76SF00515。电子显微镜检查在劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 分子铸造厂进行,由美国能源部基础能源科学办公室科学办公室 (DE-AC02-05CH11231) 提供支持。JC 和 RdR 感谢美国能源部颁发的总统早期科学家和工程师职业奖 (PECASE) 的额外支持。作者贡献薄膜合成由 SSC、GK 和 DK 完成;电子显微镜检查分别由 RdR 和 S.-LH 在 JC 和 RR 的监督下完成,分析由 L.-CW 在 SS 的监督下完成;扫描探针显微镜由 SSC 和 NS 完成;干涉位移传感器测量由 RW 和 RP 完成和开发;扫描电容显微镜由 HZ 完成;X 射线结构表征由 SSC、NS 和 MM 在 AM 和 EK 的监督下完成;X 射线光谱由 SSC 在 RC、PS 和 EA 的监督下完成;二次谐波生成由 JX 在 XZ 的监督下进行;电气测量由 SSC、NS 和 AD 进行;SSC 和 SS 共同撰写了手稿。SS 监督了这项研究。所有作者都参与了讨论并对手稿发表了评论。利益竞争 作者声明不存在利益竞争。
摘要。X射线探测器用于太空天体物理任务易受噪声,该光子受到工作能量范围以外的能量的光子引起的噪声;因此,需要有效的外部光学阻断过滤器来保护检测器免受偏离辐射的影响。这些过滤器在满足X射线探测器的科学要求中起着至关重要的作用,并且它们在任务生活中的适当操作对于实验活动的成功至关重要。我们研究了由氮化硅和铝制成的薄三明治膜,作为空间任务中高能检测器的光学阻滞过滤器。在这里,我们报告了厚度在40 nm至145 nm的sin膜的多技术表征的结果,两侧有几十纳米的纳米含量。,我们已经测量了同步辐射束线时的X射线传输,紫外线的排斥,可见和近红外辐射,X射线光电谱的铝表面上天然氧化物的量,通过原子力显微镜的样品表面的形态和蛋白质效应。
光脉冲成型是超快光学,射频光子和量子通信的强大技术。现有系统依赖于带有平面波导段的批量光学元件或集成平台进行空间分散,但它们在实现填充器(少量或sub-GHz)频谱控制方面面临限制。这些方法需要相当大的空间,或者在组装以实现实现分辨率的情况下,从预测的相误差和光损失中进行了措施。解决这些挑战时,我们使用具有内联相位控制和高光谱分辨率的微波炉过滤器库提出了铸造式六通道硅光子塑造器。利用现有的基于梳子的光谱技术,我们设计了一个新型系统来减轻热串扰并实现我们的芯片上塑形器的使用。我们的结果表明,在3、4和5 GHz的可调通道间距上,塑形器能够在六个梳子线上相同的能力。特别是在3 GHz通道间距下,我们展示了时间域中的任意波形的产生。这种可扩展的设计和控制方案有望满足未来对高精度光谱塑形功能的需求。
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章节 页码 1. 电气规格. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................. ... ..................................................................................................................................................................................13 4.2. 滞后........................................................................................................................................................................................................14 4.3. 长期暴露于高湿度环境中......................................................................................................................................................................14 4.3. 长期暴露于高湿度环境中......................................................................................................................................................................14 . . . . 14 4.4. PCB 组装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.5. 保护传感器. ...烘烤/水合程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................. ... . ... ... ................. ... .................. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..................................................................................................................................................................................24 9.1. 封装外形:2x2 6 引脚 QFN ................................................................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .................................................................................................................................................................................................................................................................................27 文档变更列表.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................28 联系方式.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................28 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 .29