针对近地卫星在轨运行中的单粒子翻转事件(Single Event Upset, SEU)的退火问题, 选取某卫星器件长期积累的SEU数据为样本, 在分析器件长期温度变化的基础上, 详细统计SEU事件的星下点以及年、月等时空分布特征, 并讨论SEU事件与地球磁场分布、F10.7曲线、中子监测数据的关联特性, 最后以SEU事件发生的平均间隔为目标, 建立退火模型, 用实际数据进行退火估计。结果表明, SEU事件星下点发生在南大西洋异常区的达到67%以上, 发生在南、北两极高纬度区域的超过16%, 其它区域的不足17%; 8、9、10、12这4个月份的SEU事件最多, 占全年的38%以上; 以远、近日点为参考时, 发生在4~9月的约占50%, 发生在其它月份的也在50%附近, 两者十分接近; 长期SEU事件受宇宙射线、太阳活动影响明显, 长期性变化以宇宙射线影响为主, 短期性变化以太阳活动影响为主; 在轨道周期内温度变化约2 ℃、长期温升接近5 ℃的条件下, SEU事件时间间隔的均值约4.57 d, 退火零值约1.56×10-13 d, 退火因子约7.94×10-15 d-1, 衰减零值约24.34 d, 衰减因子约0.12 d-1, 退火特征并不明显, 退火影响可不用考虑。

针对始终处于加电状态工作模式的半导体激光器，通过分析单个粒子对器件的辐射过程，将空间辐射效应离散的描述为所有单粒子造成辐射效应的累积。考虑到粒子到达服从泊松过程的特点，建立了半导体激光器空间辐射效应性能退化模型。推导了器件可靠度函数以及平均故障前时间的表达式。对InGaAs多量子阱激光二极管在高轨空间辐射环境中的性能退化过程进行了仿真，得到了器件的光功率退化曲线。结果表明光功率退化量与辐射时间近似成正比例关系。由此提出了同时考虑辐射与退火效应条件下，器件的光功率退化速率，通过拟合得出该速率与空间辐射平均剂量率成正比。获得了半导体激光器的可靠度曲线，进而计算了器件的平均故障前时间。

通过对半导体激光器在空间环境中辐射损伤机理的分析，得到了器件在辐射条件下的性能退化规律以及辐射过程中的退火规律。在此基础上，建立了辐射应力加速寿命实验模型，获得了故障时间、加速因子、故障概率分布函数、概率密度函数和平均故障前时间的表达式。模拟了三组应力分别为100、50和10 Gy/s情况下器件的性能退化数据，进而对加速寿命实验模型的参数进行了估算，求得器件在0.03 Gy/s的正常应力条件下的故障时间为43862 h。基于威布尔故障分布，利用应力为50 Gy/s的加速试验模拟数据，得到了器件的故障概率分布函数以及平均故障前时间，其平均故障前时间约为39755.8 h。

为了考核FPGA器件空间使用时的抗辐射能力, 对Altera SRAM型FPGA器件60Co γ辐照后的总剂量辐射损伤效应及退火效应进行了研究。通过不同模块实现相同的分频功能, 比较了不同模块输出波形随总剂量、退火时间的变化关系; 通过实现不同源程序所需的模块不同, 比较了不同模块、不同源程序功耗电流随总剂量、退火时间的变化关系。分析了功耗电流在不同退火温度下恢复的原因, 讨论了不同退火温度下功耗电流恢复幅度的差异。测量了输出端口的高低电平, 分析了高低电平随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明: 氧化物正电荷的退火导致了不同退火温度下的功耗电流的恢复, 并且浅能级亚稳态的氧化物正电荷的数量多于深能级氧化物正电荷的数量;随着退火时间的增加,功能恢复为突变过程, 而功耗电流的恢复为渐变过程。

本文以能量为1.0 MeV的电子束辐照VO2(B)薄膜, 对电子辐照在薄膜中产生的缺陷进行了理论计算, 使用X射线衍射仪、傅立叶中红外光谱仪对薄膜进行测试, 分析了电子辐照对薄膜结构与红外光谱(3400～400 cm-1)的影响。结果显示: 电子辐照可以在薄膜中引入点缺陷并产生退火效应, 电子辐照在薄膜中引入的点缺陷, 可以使V-O=V受到破坏, 退火可以使V-O=V振动得到恢复, 而电子辐照对薄膜八面体角度弯曲振动影响不大。