一、设备名称

复杂环境模拟系统（高温·化学场·离子辐照·光辐照·电磁多场耦合平台）

二、设备型号、关键性能参数

设备型号：复杂环境模拟系统（五模组集成平台）

关键性能参数：

工作压力：高真空至近常压，本底真空 ≤1.0×10⁻⁶ Pa，压力上限 ≥10 Pa

最高加热温度：≥800 ℃，实测可达 850 ℃

控温精度：±0.5 ℃

温度稳定性：连续 3 次读数波动 ＜1 ℃

离子能量分布：100 eV～1 MeV，峰值约 300 keV

光辐照光谱：350～1000 nm

电磁频率范围：1 MHz～3 GHz 可调

三、设备原理

复杂环境模拟系统面向宽禁带半导体材料与器件的极端工况可靠性研究，集成高温、化学气氛、离子辐照、光辐照与电磁五大环境模拟功能，支持单一或耦合多物理场条件下的材料原位效应研究。

高温环境模块以 200 W 光纤耦合激光加热与 SiC 热辐射样品台为双核心，配合热电偶与红外双测温冗余及 PID 闭环控制，实现微区快速升降温与整体均匀温场。化学场环境模块配置双路独立气路，结合耐腐蚀分子泵与干泵的宽量程真空控制及 RGA 质谱在线监测，实现高真空至近常压的受控化学气氛。离子辐照模块由高压电源、CF35 真空放电电极与硅胶绝缘电极线构成，通过脉冲火花放电电离并加速气体离子，产生高能离子流轰击样品。光辐照模块采用氙灯光源，提供 350～1000 nm 宽光谱强光输出。电磁环境模块由电磁辐射源与电磁模拟天线构成，配合信号发生器与频谱分析仪，实现宽频强电磁场模拟与频谱实时校准。

四、应用范围

宽禁带半导体材料与器件在极端工况下的热退化、表面氧化/腐蚀、掺杂激活、辐射损伤、光致失效及电磁干扰效应机制研究；

高温与真空、气氛、电场等多场耦合条件下的材料原位效应研究；

深海探测、核能系统、智能电网等实际服役环境的模拟验证；

化学气氛与宽压力范围下的表面反应与失效机制研究；

离子辐照损伤与光辐照条件下的器件可靠性评估；

宽频强电磁场干扰模拟与器件电磁兼容性验证。

五、设备特色

五场集成：高温、化学气氛、离子辐照、光辐照、电磁五大环境模拟功能集成于一体，支持单一或耦合多物理场原位研究；

双模加热：激光微区加热与 SiC 热辐射整体均匀温场互补，兼顾快速升降温与宽温区均匀性；

高精度温控：双测温冗余配合 PID 闭环，全温区控温精度 ±0.5 ℃，温度稳定性 ＜1 ℃；

宽量程真空与气氛控制：本底真空 ≤1.0×10⁻⁶ Pa 至压力上限 ≥10 Pa，标配 O₂、NH₃ 并可扩展 HF 等腐蚀性气体，RGA 质谱在线监测；

交叉污染控制：气路切换后恢复至优于 5×10⁻⁶ Pa 方可导入下一种气体，保障气氛纯净；

高能离子辐照：离子能量分布 100 eV～1 MeV，脉冲频率 1～10 Hz、占空比 ＜50% 可调，具备超温自动切断保护；

宽光谱强光输出：350～1000 nm 氙灯光源，光斑直径 ≥30 mm，支持电控、光控、绝对光强三种工作模式；

宽频电磁模拟：1 MHz～3 GHz 可调，信号发生器覆盖 9 kHz～6.0 GHz，频谱分析仪在线监测与校准，支持多种模拟与数字调制方式；

安全联锁：水冷散热、Interlock 安全联锁、电路板超温自动切断、腐蚀性气体专用尾气处理与气柜，保障复杂环境下安全稳定运行；

数据可溯：各模块均提供标准化交付证据，附带测试日期与气体标识，确保数据真实可溯。

六、应用领域

宽禁带半导体、化合物半导体、功率器件与智能电网装备、核能系统材料、深海探测器件、光电器件与电磁兼容、催化与表面科学等。