高能粒子径迹探测装置及系统、以及探测方法制造方法及图纸

本申请实施例公开一种高能粒子径迹探测装置及系统、以及探测方法。该高能粒子径迹探测装置，包括：层叠设置的多个探测层，每个所述探测层包括绑定基板和与所述绑定基板绑定的至少一个存储器芯片，其中，各所述探测层中的所述存储器芯片数量和尺寸相同，并且每个所述存储器芯片包括多个存储单元，每个所述探测层中，对应位置的存储器芯片的存储单元在所述绑定基板上的正投影重叠。该实施例的高能粒子径迹探测装置通过层叠设置的多个探测层且每个探测层中包括至少一个存储器芯片从而利用存储器芯片对高能粒子灵敏的特性，当高能粒子入射各层探测层时即能够探测高能粒子的径迹。该高能粒子径迹探测装置探测精度和效率高，具有广阔的前景。广阔的前景。广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
高能粒子径迹探测装置及系统、以及探测方法


[0001]本申请涉及电子
更具体地，涉及一种高能粒子径迹探测装置及系统、以及探测方法。

技术介绍

[0002]实践表明，在核物理、辐射计量学、环境评估等许多领域都需要一些研究手段或工具，以对目标空间内存在的高能粒子(或称作“重粒子”)进行探测，这种探测是对高能粒子的存在、强弱、种类(如质量数、电荷数等)、能量、发射角分布、径迹等相关信息的客观反映，需要使用专门的高能粒子探测装置来进行。
[0003]高能粒子探测无论在基础研究还是在实际应用中都是很重要的。它是人们认识微观世界，了解原子、原子核甚至更深层次微观事物以及宇宙射线和高能粒子的唯一工具。在实际应用领域，高能粒子探测是各种核技术、辐射防护技术的基础和重要组成部分。高能粒子与物质的相互作用是高能粒子探测的物理基础。
[0004]目前，在世界范围内主流的方法为使用法拉第筒对高能粒子进行探测。但是，因为高能粒子与法拉第筒不接触，只是通过感生电流进行检测，所以探测精准度不够高；此外，在对高能粒子进行探测时，存在抓取缺失的情况，导致对高能粒子的检测分辨率较低。再早期的探测工具只能识别纳米量级的粒子，并且探测到高能粒子时数分钟才能翻转一次，反应速度较慢。
[0005]因此，需要提出一种新的高能粒子径迹探测装置，可以识别大小尺寸为G级的粒子(即人类生物学不能探测的粒子)，并且响应时间为纳秒级，从而提高探测精确性和探测效率。

技术实现思路

[0006]为了解决以上问题，本申请采用下述技术方案：
[0007]本申请第一方面提供了一种高能粒子径迹探测装置，包括：
[0008]层叠设置的多个探测层，每个探测层包括绑定基板和与绑定基板绑定的至少一个存储器芯片，其中，
[0009]各探测层中的存储器芯片数量和尺寸相同，并且
[0010]每个存储器芯片包括多个存储单元，每个探测层中，对应位置的存储器芯片的存储单元在绑定基板上的正投影重叠。
[0011]在一些可选的实施例中，每个存储器芯片包括第一表面，第一表面远离与其绑定的绑定基板，其中，
[0012]相邻探测层中的第一表面之间的距离相等。
[0013]在一些可选的实施例中，每个存储器芯片的厚度相同且小于等于50μm。
[0014]在一些可选的实施例中，存储器芯片为静态随机存取存储器芯片。
[0015]在一些可选的实施例中，每个存储单元包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体
管和第四晶体管，其中，
[0016]第一晶体管的第一电极接至电源线，第二电极接至第一节点，控制电极接至第二节点，
[0017]第二晶体管的第一电极接至电源线，第二电极接至第二节点，控制电极接至第一节点，
[0018]第三晶体管的第一电极接至第一位线，第二电极接至第一节点，控制电极接至字线，
[0019]第四晶体管的第一电极接至第二位线，第二电极接至第二节点，控制电极接至字线。
[0020]在一些可选的实施例中，第一晶体管和第二晶体管为P型场效应晶体管，第三晶体管和第四晶体管为N型场效应晶体管。
[0021]在一些可选的实施例中，每个存储单元包括：第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、以及第十晶体管，其中，
[0022]第五晶体管的第一电极接至第三节点，第二电极接至接地线，控制电极接至第四节点，
[0023]第六晶体管的第一电极接至第四节点，第二电极接至接地线，控制电极接至第三节点，
[0024]第七晶体管的第一电极接至第三节点，第二电极接至电源线，控制电极接至第四节点，
[0025]第八晶体管的第一电极接至第四节点，第二电极接至电源线，控制电极接至第三节点，
[0026]第九晶体管的第一电极接至第三节点，第二电极接至第一位线，控制电极接至字线，
[0027]第十晶体管的第一电极接至第四节点，第二电极接至第二位线，控制电极接至字线。
[0028]在一些可选的实施例中，第五晶体管、第六晶体管、第九晶体管、以及第十晶体管为N型场效应晶体管，第七晶体管和第八晶体管为P型场效应晶体管。
[0029]本申请第二方面提供一种高能粒子径迹探测系统，包括：
[0030]根据上文所述的高能粒子径迹探测装置；以及
[0031]控制装置，用于基于外部命令控制高能粒子径迹探测装置中存储器芯片的读写操作。
[0032]本申请第三方面提供一种基于上文所述的高能粒子径迹探测装置的探测方法，包括：
[0033]基于每个存储器芯片处于写状态，向每个存储器芯片写入初始数据；
[0034]基于每个存储器芯片处于读状态进行高能粒子探测，并以预定时间间隔读取每个存储器芯片的数据作为测试数据；
[0035]将初始数据与所述测试数据对比，获取发生逻辑翻转的存储单元的物理位置及其三维坐标，以获取高能粒子的径迹。
[0036]在一些可选的实施例中，在向每个存储器芯片写入初始数据之前，探测方法还包
括：
[0037]基于高能粒子径迹探测装置构建三维坐标系，三维坐标系的第一坐标方向和第二坐标方向与探测层的表面平行，第三坐标方向与探测层的厚度方向平行；
[0038]根据三维坐标系获取并存储每个存储器芯片中每个存储单元的三维坐标。
[0039]本申请的有益效果如下：
[0040]本申请提供一种高能粒子径迹探测装置及系统、以及探测方法。该高能粒子径迹探测装置包括层叠设置的多个探测层，其中每个探测层包括至少一个存储器芯片，通过利用存储器芯片对高能粒子敏感性特性，即当高能粒子入射各层探测层时，其存储单元内逻辑状态会发生翻转，据此能够定位高能粒子入射的存储单元的物理位置；将各探测层中高能粒子入射的存储单元的物理位置关联起来，从而能够准确获取高能粒子入射的径迹信息，为高能粒子研究专业部门和某些对高能粒子影响较为敏感的领域提供了研究或预防的手段、工具，具有广阔的前景。
附图说明
[0041]下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0042]图1示出本申请一实施例的高能粒子径迹探测装置的示意性剖视图；
[0043]图2示出本申请一实施例的高能粒子径迹探测装置的示意性俯视图；
[0044]图3示出本申请一实施例的高能粒子径迹探测装置中存储单元的示意性电路原理图；
[0045]图4示出本申请另一实施例的高能粒子径迹探测装置中存储单元的示意性电路原理图；
[0046]图5示出本申请一实施例的高能粒子径迹探测装置的三维探测示意性；
[0047]图6示出根据本申请一实施例的基于高能粒子径迹探测装置的探测方法的示意性流程图；
[0048]图7示出本申请一实施例的高能粒子径迹探测装置的示意性结构图。
具体实施方式
[0049]为了更清楚地说明本申请，下面结合实施例和附图对本申请做进一步的说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能粒子径迹探测装置，其特征在于，包括：层叠设置的多个探测层，每个所述探测层包括基板和与所述基板绑定的至少一个存储器芯片，其中，各所述探测层中的所述存储器芯片数量和尺寸相同，并且每个所述存储器芯片包括多个存储单元，每个所述探测层中，对应位置的存储器芯片的存储单元在所述基板上的正投影重叠。2.根据权利要求1所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，每个所述存储器芯片包括第一表面，所述第一表面远离与其绑定的基板，其中，相邻所述探测层中的所述第一表面之间的距离相等。3.根据权利要求1所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，每个所述存储器芯片的厚度相同且小于等于50μm。4.根据权利要求1所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，所述存储器芯片为静态随机存取存储器芯片。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，每个所述存储单元包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管，其中，所述第一晶体管的第一电极接电源，第二电极接至第一节点，控制电极接至第二节点，所述第二晶体管的第一电极接电源，第二电极接至所述第二节点，控制电极接至所述第一节点，所述第三晶体管的第一电极接至第一位线，第二电极接至所述第一节点，控制电极接至字线，所述第四晶体管的第一电极接至第二位线，第二电极接至所述第二节点，控制电极接至所述字线。6.根据权利要求5所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为P型场效应晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管为N型场效应晶体管。7.根据权利要求4所述的高能粒子径迹探测装置，其特征在于，每个所述存储单元包括：第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、以及第十晶体管，其中，所述第五晶体管的第一电极接至第三节点，第二电极接地，控制电极接至第四节点，所述第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萧静，张薇，刘刚，
申请(专利权)人：北京锐达芯集成电路设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：