对欧空局盖亚卫星CCD像素内电子分布建模以减轻辐射损伤

盖亚卫星是欧空局的一项高精度天体测量、测光和光谱基石任务，目前计划于2012年发射。其主要科学目标是银河系的组成、形成和演化。盖亚将通过详细的校准和辐射损伤校正来实现其前所未有的位置精度要求。在拉格朗日L2点，质子会在CCD的硅中造成位移损伤。由此产生的陷阱会捕获和发射来自CCD像素中通过电荷包的电子，从而扭曲图像点扩散函数并使其质心产生偏差。我们正在开发盖亚CCD的微观模型来模拟这种效应。计算电子被陷阱捕获概率的关键是每个CCD像素内的三维电子密度。然而，对于盖亚CCD像素，这一点尚未进行物理建模。在本系列的第一篇论文Seabroke, Holland & Cropper (2008)中，我们阐述了进行此类专门三维器件建模的必要性，并概述了其未来结果将如何融入盖亚的整体辐射校准策略。在本系列的第二篇论文中，我们展示了使用Silvaco基于物理的工程软件——ATLAS器件仿真框架——的首批结果。将掺杂分布、像素几何结构和材料输入ATLAS，并将结果与其他仿真进行比较，发现ATLAS有一个需要校准的自由参数——固定氧化物电荷。ATLAS已成功针对测试器件的其他仿真和测量进行了基准测试，确定了如何使用它来建模盖亚像素，并突出了不同掺杂近似的影响。