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单粒子效应研究是保证航天器在轨安全运行的重要措施。本论文利用蒙特卡洛Geant4程序包研究了SRAM器件的单粒子翻转效应以及用CR(E)ME-96程序计算了器件的灵敏体积尺寸对空间翻转率的影响。系统的总结分析了空间辐射源的类型和模型，对器件单粒子效应的机理和空间翻转率预测模型做了详细的描述。
简要介绍了蒙特卡洛软件Geant4的功能和框架，并针对器件的单粒子效应做了二次开发。基于RPP(RectangularParallelePipedVolume)模型构建了SRAM器件单元的灵敏体积，编写了重离子在器件材料中的输运程序和单粒子翻转截面计算方法，模拟得到简化器件结构的单粒子翻转截面σ与线性能量转移LET的关系曲线，计算得到的翻转LET阈值和饱和截面与实验结果一致。模拟获得LET值为99.69MeV·cm2/mg的Bi离子和LET值为69MeV·cm2/mg的Bi离子、Xe离子在器件材料中产生的delta(δ)电子的分布图像，讨论了δ电子分布对于翻转截面的影响。计算了灵敏体积中能量沉积与δ电子分布的关系，认为δ电子的分布对于单粒子效应的影响随着器件的特征尺寸减小将更加严重。
总结讨论了单粒子效应σ-LET曲线从阈值到饱和截面曲线的来源，基于IRPP模型，利用Geant4程序包构建了组合RPP的不同吸收系数的灵敏体积，模拟得到了描述单粒子效应的σ-LET曲线。利用IRPP模型的多吸收系数的灵敏体积模拟得到的σ-LET曲线与器件重离子测试的结果符合的更好。
利用CR(E)ME-96程序得到了空间辐射环境的能谱，计算了SRAM器件的空间翻转率与敏感体积深度的关系。随着器件的特征尺寸减小，敏感体积变小，器件的空间翻转率却增大。利用CR(E)ME-MC程序模拟了Bi离子、质子以及空间辐射粒子引起的单粒子翻转效应，发现在复杂的空间辐射环境中，器件的单粒子翻转截面更高。