随着空间技术的发展，大量电子元器件应用于空间辐射环境中。空间辐射环境中的各种射线及粒子，会对电子元器件造成辐射损伤，导致器件性能退化，从而影响电子系统的可靠性。以往研究表明，空间环境中高能粒子作用于各类存储器产生电离效应、位移损伤、单粒子效应等辐射效应，导致器件特性退化，甚至引起暂时或永久数据存储错误。存储器是电子系统中各种程序、信息和数据的存储媒介，具有十分重要的作用，辐射引起存储器的失效将给系统带来灾难性的后果。目前的主流存储器技术均采用电荷存储机制，这决定了主流存储器易受高能粒子辐射效应影响，抗辐射性能难以大幅度提高。相变存储器(Phase changerandom access memory—PCRAM)目前被认为是最具潜力的下一代非易失性存储器。相对于目前的主流存储器，相变存储器不仅在密度、功耗、多级存储、保持力等方面具有很大的优势，而且不再利用电荷实现数据的存储，可望具有很好的抗辐射能力，在各类辐射环境中具有很好的应用前景。相变材料(Phase ChangeMaterial— PCM)是相变存储器内部的核心部分，它的性能直接影响相变存储器的性能。本文通过多种射线及粒子对目前较为成熟的相变材料进行辐照，评估相变材料在辐射环境中的抗辐射能力，分析辐射损伤机理，从而为相变存储器在特殊环境中的应用奠定基础。　　 在本文的研究中，主要取得了以下的成果:　　 (1).研究了相变材料以及基于Ge2Sb2Te5相变材料的相变存储器单元的总剂量辐射效应。辐照试验选用固定剂量率，在不同总剂量辐照下，检测相变材料的抗辐射能力。经过总剂量辐照后，材料的相变性能依然优良，各个性能参数（结晶温度、数据保持力、结晶激活能、非晶态和晶态的TEM图像等）保持稳定;相变存储器单元的阈值电压、阈值电流、高低阻值以及在不同脉冲宽度电信号作用下的RESET和SET过程均未发生明显变化。实验结果说明相变材料具有很强的抗总剂量辐射能力。γ射线与半导体材料相互作用的过程中，发生电离效应，产生电子空穴对。但是由于相变材料在辐照过程中，没有任何偏置条件，使得产生的电子空穴对在辐照停止后重新复合，因而对材料特性没有较大的影响。　　 (2).研究了相变材料在电子束辐射下的辐射效应。辐照试验共分两部分，首先研究了相变材料在高能电子束辐照下的抗辐射能力;其次研究了低能电子束辐照诱导材料相变的过程。相变材料经过高能电子束辐照后，材料性能依然保持稳定，结晶温度、数据保持力、电导激活能没有发生明显变化，TEM图像及衍射花样显示材料的晶格结构依然保持原始状态。低能电子束辐照选择以TEM电子束为辐射源，常温原位观测相变材料晶格结构的变化。随着辐照注量的增加，材料逐渐开始结晶，并且不同掺杂的材料结晶需要的辐照注量也不同。在辐照的过程中，观测了材料的晶体生长方式。根据实验结果，探讨了高低能电子与相变材料相互作用的异同，提出了低能电子产生的辐射损伤相比高能电子更严重的观点，详细分析了低能电子辐射损伤的机理。　　 (3).研究了相变材料在质子辐照下的辐射效应。辐照试验分为两个部分，首先研究了相变材料在高能质子辐照下的抗辐射能力;其次研究了相变材料在低能质子辐照下的抗辐射能力。相变材料经过高能质子辐照后，材料性能保持稳定，结晶温度、数据保持力、电导激活能没有发生明显变化，TEM图像及衍射花样显示材料的晶格结构依然保持原始状态。低能质子辐照试验的结果显示，材料经过辐照后材料各项性能保持稳定。通过蒙特卡洛方法模拟高低能质子在材料中的穿透深度，产生的空位以及材料中每种元素吸收的能量，详细分析了质子与相变材料相互作用的过程，探讨了辐射损伤机理。　　 (4).研究了材料的激光辐射效应。由于相变材料的两种状态具有不同的反射率，通过测试材料在激光辐照下反射率的变化。辐照样品共两种材料，三种不同的组份。辐照源选择了30ps脉冲激光。经过脉冲激光辐照后，两种材料都可以发生可逆相变。详细分析了脉冲激光与相变材料相互作用的过程，探讨了脉冲激光导致相变材料晶体结构改变的机理以及不同掺杂元素对材料性能的影响。