空间轨道环境中电子通常具有比质子更高的通量、更强的屏蔽穿透能力,并且纳米尺度下电子被证实足以引发器件单粒子翻转,从而成为影响航天器电子系统可靠性的新问题。基于28纳米体硅器件开展蒙特卡洛模拟仿真研究及电子辐照实验,揭示电子单粒子效应物理机理及特性。结果表明:器件临界电荷小于0.3fC或者电子能量小于100MeV时,直接电离是电子引发单粒子翻转的主要物理机理,直接电离产生的二次电子能量和截面受到初始电子能量的影响很小,进而使得直接电离主导下的单粒子翻转截面几乎不受入射电子能量影响。只有当器件临界电荷大于0.4fC且电子能量大于1000MeV时,电子与原子核的弹性碰撞产生的反冲核以及电子引发核反应产生的次级粒子间接电离才成为引发单粒子翻转的重要原因。而器件临界电荷小于0.2fC时,电子在典型地球轨道引发器件单粒子翻转的贡献将超过质子,因此直接电离是最值得关注的电子单粒子效应机理。