Регистрация / Вход
Прислать материал

3D структура кремниевого бетавольтаического преобразователя

ФИО
Омельченко Юлия Константиновна
Электронная почта
cc4a988d4jivchic77@mail.ru
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
ФИО научного руководителя
к.т.н., доц. Леготин С.А.
Академическая группа
МПЭ-15-1
Наименование тезиса
3D структура кремниевого бетавольтаического преобразователя
Тезис

Бетавольтаические преобразователи (БВП), как по своему принципу действия, так и структуре полупроводникового преобразователя схожи с фотоэлектрическими (ФЭП). И, если для генерации тока с помощью ФЭП необходимы источники света (фотоны), то для БВП необходимы источники бета излучения. Одним из таких источников является изотоп 63Ni, период полураспада которого составляет 100,1 года. Удельная активность 63Ni составляет 57 Ки/г, при этом спектр энергии бета-частиц ограничен энергией 67 кэВ с максимумом в области 17.4 кэВ, что в несколько раз меньше порога дефектообразования в кремнии (~ 200 - 250) кэВ.

В рамках работы предложена 3D структура кремниевого бетавольтаического преобразователя (рис. 1).

В отличие от традиционных планарных структур на лицевой поверхности БВП формируется пористый слой [1, 2]. Глубина микроканалов выбирается такой, чтобы расстояние от дна пор было менее действующей диффузионной длины пробега неосновных носителей заряда (Lнсс) от сильнолегированного р+ слоя тыльного контакта (рис. 1). Расстояние между порами должно быть меньше ~ 2 Lнсс, диаметр пор выбирается из соображений максимального увеличения площади лицевой поверхности. Как показали теоретические исследования величина вырабатываемой энергии для 3D структуры БВП будет более чем на два порядок выше, чем у 2D структур, изготовленных по аналогичному технологическому маршруту.

                                                                       

                                                  Рис. 1 − 3D структура кремниевого бетавольтаического преобразователя

1. Старков В.В., Леготин С.А., Краснов А.А., Мурашев В.Н., Омельченко Ю.К., Рабинович О.И., Ларюшкин А.С., Микроканальные структуры бетавольтаических преобразователей на кремнии, В сборнике: Физика и технология наноматериалов и структур сборники научных статей 2-й Международной научно-практической конференции: в 2-х томах. Министерство образования и науки Российской Федерации, ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ). 2015. с. 207-209.

2. Yurchuk S.Y., Legotin S.A., Murashev V.N., Krasnov A.A., Omel'chenko Y.K., Osipov Y.V., Didenko S.I., Rabinovich O.I., SIMULATION THE BETA POWER SOURCES CHARACTERISTICS, Журнал нано- и электронной физики. 2015. Т. 7. № 3. С. 03014.

Научный руководитель – к.т.н., доц. Леготин С.А.