日本電報電話公司(NTT)、名古屋大學和北海道大學聯合在世界上首次成功實際測量了每種中子能量的半導體軟錯誤率作為“連續”數據。

 當來自太空的宇宙射線與大氣中的氧氣和氮氣碰撞時,會產生中子,當這些中子與電子設備的半導體碰撞時,會發生一種被稱為“軟錯誤”(注)的現象,覆蓋存儲的數據。未來,隨著半導體變得更加高度集成和小型化,它們將更容易受到中子的影響,因此在設計半導體和系統時考慮到軟錯誤引起的故障將變得非常重要。

 軟錯誤率(中子所擁有的每種能量的軟錯誤率)的能量依賴性的詳細數據對於計算各種環境中由於軟錯誤而導致的故障數量是必不可少的。然而,過去只能獲得離散能量對應的數據,無法準確計算因軟錯誤而導致的故障次數。

 在他的研究中,他開發了一種高速錯誤檢測電路,可以在幾納秒(幾十億分之一秒)內檢測到軟錯誤,以便利用飛行時間方法識別接近光速的中子能量。該實驗是在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的高功率10MeV質子直線加速器設施上進行的。因此,我們能夠測量 800 MeV 到 1 MeV(接近光速)的寬能量範圍內的中子引起的軟誤差。

 這使得計算從地面到天空、太空和其他行星的所有環境中由於中子引起的軟錯誤而導致的故障數量成為可能。未來,有望為空間站上的半導體可靠性評估、半導體材料層面的軟錯誤對策、使用加速器的軟錯誤測試以及應用於軟錯誤生成過程模擬等各個領域做出貢獻。

注意:臨時故障可以通過重新啟動設備或覆蓋數據來恢復。

論文信息:[IEEE Transactions on Nuclear Science] LANSCE 採用時間飛行技術對 1-800 MeV 中子進行能量分辨軟錯誤率測量

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