Преобразователь ионизирующих излучений с сетчатой объемной структурой и способ его изготовления

Изобретение относится к области преобразователей энергии ионизирующих излучений изотопных источников в электрическую энергию Э.Д.С. Такие источники отличаются от конденсаторов и аккумуляторов много большей энергией, приходящейся на единицу объема, но малой выделяемой мощностью в единицу времени. Он способен обеспечить прямую зарядку мощного аккумулятора или конденсатора при отсутствии солнечного излучения при минимальном его весе и размере, при этом срок службы изотопного преобразователя определяется периодом полураспада радиационного материала, который для 63Ni порядка 100 лет. Изобретение обеспечивает увеличение удельной выходной мощности преобразователя, упрощение и удешевление технологии его изготовления. Это достигаются за счет оригинальной конструкции преобразователя бета излучения и технологии его изготовления, в которой реализуется максимально большая излучающая поверхность изотопа при минимальной площади высококачественного планарного горизонтального p-n перехода. Это обстоятельство позволяет минимизировать темновой ток и соответственно увеличить напряжение холостого хода и удельную мощность преобразователя. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области преобразователей энергии ионизирующих излучений в электрическую энергию (Э.Д.С.) и может быть использовано в беспилотных летательных аппаратах, взрывоопасных помещениях - шахтах, ночных индикаторах, расположенных в труднодоступных местах, медицине (кардиостимуляторах) и т.д.

Интерес к таким источникам в значительной степени обусловлен плотностью энергии радиоизотопных элементов, которая сопоставима с плотностью энергии в литиевых аккумуляторах, а также возможностью встраивания радиоизотопных батарей в микроэлектромеханические системы, технология которых бурно развивается в настоящее время. Автономные источники питания на основе бета-вольтаических батарей необходимы во многих областях:

- в медицине - для имплантированных датчиков и стимуляторов, которые, например, устанавливаются непосредственно в сердце (кардиостимуляторы). Разрабатываемый источник питания с длительным сроком службы (не менее 25 лет автономной работы) позволит обойтись без повторных операций пациентов для замены источника питания в кардиостимуляторе;

- для датчиков, встраиваемых в строительные конструкции, в частности, для энергопитания метеостанций, устанавливаемых в труднодоступных регионах, которые автономно измеряют температуру, атмосферное давление и скорость ветра фиксирующими самопишущими приборами;

- в космической технике, а именно, в качестве вспомогательных источников электроэнергии в навигационных спутниках, поскольку в космосе требуются источники, которые способны вырабатывать электричество в течение длительного времени, в условиях резкого и очень сильного перепада температур;

- в оборонной промышленности, например в микророботехнике, в качестве источника питания аппаратов как наземного применения, так и летательных микроаппаратах для ведения разведки и выполнения других тактических задач.

Известна конструкция (US 20140225472, опубл. 14.08.2014), в которой содержится слаболегированная полупроводниковая пластина n(р) типа проводимости, в которой расположена сильнолегированная n++) область, на поверхности которой расположен электропроводящий электрод катода (анода), на верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная р+(n+) область образующая с полупроводниковой пластиной р-n переход, на поверхности р+(n+) области расположен слой изолирующего диэлектрика и электропроводящий электрод анода (катода), являющийся радиоактивным изотопом.

Недостатками конструкции являются относительно малый объем облучаемого полупроводникового материала из-за малой облучаемой планарной поверхности и ограниченной глубины проникания ионизирующего бета-излучения (менее 25 мкм) и низкое время жизни неосновных носителей заряда, вызванное структурными дефектами при легировании рабочей области ванадием.

Известен полупроводниковый преобразователь бета-излучений в электроэнергию (RU 2452060, опубл. 27.06.2014), в котором пластина полупроводника, имеющей текстурированную поверхность в виде множества сквозных микроканалов, сквозные микроканалы имеют форму круга, овала, прямоугольника или другую произвольную форму, толщина стенок h между микроканалами соизмерима с шириной микроканалов. Поверхность стенок микроканалов а также лицевая и тыльная стороны пластины полупроводника имеют микрорельеф, практически вся поверхность пластины полупроводника, за исключением боковой поверхности, содержит легированный слой, образующий р-n-переход и диодную структуру, легированный слой покрыт токопроводящим радиоактивным слоем, выполняющим роль токосъемного контакта к диодной структуре и являющимся источником бета-излучения, легированный слой и нижний слой повторяют профиль текстурированной поверхности, контакт к базовой области пластины полупроводника расположен на боковой поверхности.

Недостатками полупроводникового преобразователя являются сложная технология изготовления и заполнения сквозных каналов твердотельным радиоизотопом. Низкое качество текстурированной поверхности сквозных каналов и соответственно высокий уровень утечек, не позволяет получить высокую удельную мощность преобразователя.

Прототипом первого объекта предложенного изобретения является 3D конструкция полупроводникового бетавольтаического преобразователя в электрическую энергию (US 20080199736, опубл. 21.08.2008), в которой на верхней поверхности слаболегированной полупроводниковой пластины n(р) типа проводимости расположены вертикальные каналы, на поверхности которых расположены сильнолегированные р+(n+) области образующие вертикальные р-n переходы с полупроводниковой пластиной, каналы заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа, образующий электрод анода (катода) диода преобразователя, а на нижней поверхности пластины расположен горизонтальный сильно легированный контактный n++) типа слой, на поверхности, которого расположен металлический электрод катода (анода).

Недостатками данной конструкции являются низкое качество поверхности и соответственно высокий уровень обратных токов р-n перехода в микроканалах, что не позволяет получить высокую удельную мощность преобразователя.

Прототипом второго объекта предложенного изобретения является способ изготовления 3D конструкция полупроводникового диода-бетавольтаического преобразователя бета излучений изотопа никеля-63 в электрическую энергию (US 20080199736, опубл. 21.08.2008), который включает формирование на нижней поверхности слаболегированной пластины n(р) типа проводимости горизонтального сильнолегированного слоя n++) типа проводимости, формирование вертикальных каналов путем травления верхней поверхности полупроводниковой пластины верхней, легирование поверхности каналов, осаждение на верхнюю поверхность пластины и в полость каналов слоя металла радиоактивного изотопа электрода анода (катода), осаждении на нижнюю поверхность пластины слоя металла электрода катода (анода).

Недостатками данного способа являются сложная и плохо воспроизводимая технология изготовления р-n переходов в каналах, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия преобразователя, а главное высокий уровень "темнового" тока (Iт) "объемного" р-n перехода, что приводит к резкому снижению уровня напряжения "холостого хода" (Uxx) и соответственно максимальной выходной мощности (Рмах), поскольку

где

здесь фт - температурный потенциал;

Iкз - ток короткого замыкания генерируемый радиоактивным излучением.

В первом объекте предложенного изобретения технический результат заключается в увеличении удельной энергии - Еуд, приходящейся на единицу объема преобразователя из-за большой излучающей поверхности радиоактивного изотопа (Sиз) и соответственно площади объемного р-n перехода (Spn, об).

Указанный технический результат в первом объекте изобретения достигается следующим образом.

Конструкция преобразователя ионизирующих излучений с сетчатой объемной структурой содержит слаболегированную полупроводниковую пластину n(р) типа проводимости, в ее объеме содержатся вертикальные каналы примыкающие с одной стороны к поверхности пластины на поверхности каналов расположены сильнолегированные р+(n+) области образующие вертикальные р-n переходы с полупроводниковой пластиной.

При этом каналы заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа образующего электрод анода (катода) диода преобразователя, а на нижней поверхности пластины расположен горизонтальный сильно легированный контактный n++) типа слой, на поверхности которого расположен металлический электрод катода анода преобразователя.

На верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная горизонтальная область р+(n+) типа проводимости, образующая горизонтальный р-n переход. Поверхность вертикальных каналов имеет слаболегированный n(р) тип проводимости, при этом вертикальные каналы с одной стороны выходят на нижнюю поверхность пластины, а с другой - донной частью находятся на расстоянии от верхней поверхности пластины превышающим суммарную глубину горизонтального р-n перехода и образуемой им области пространственного заряда.

Во втором объекте предложенного изобретения технический результат заключается в упрощении технологии изготовления.

Указанный технический результат во втором объекте изобретения достигается следующим образом.

Способ изготовления включает формирование на нижней поверхности слаболегированной пластины n(р) типа проводимости горизонтального сильно легированного слоя n++) типа проводимости, формирование вертикальных каналов осуществляется путем травления поверхности полупроводниковой пластины, легирование поверхности каналов, осаждение на верхнюю поверхность пластины и в полость каналов слоя металла радиоактивного изотопа электрода анода (катода), осаждения на нижнюю поверхность пластины слоя металла электрода катода (анода).

Формируются вертикальные каналы путем травления нижней поверхности слаболегированной полупроводниковой пластины n(р) типа проводимости, затем проводится легирование поверхности каналов донорной (акцепторной), примесью, затем на верхней поверхности пластины формируется горизонтальный р-n переход легированием акцепторной (донорной) примесью.

Изобретение поясняется чертежом, где показаны примеры конструкции преобразователя, на фигуре 1 показан разрез структуры преобразователя, первый пример конструкции; на фигуре 2 - вид снизу структуры преобразователя, первый пример конструкции; на фигуре 3 - разрез структуры преобразователя, второй пример конструкции, на фигуре 4 - вид снизу структуры преобразователя, второй пример конструкции.

Конструкция состоит из слаболегированной полупроводниковой пластины 1 n(р) типа проводимости, на ее нижней поверхности расположен контактный n++) слой 2, в объеме пластины расположены вертикальные каналы 3, примыкающие с одной стороны к нижней стороне пластины, на верхней поверхности пластины расположена р+(n+) область 4 горизонтального р-n перехода, образующая область 5 пространственного заряда с пластиной, на поверхности р+(n+) области расположен - металлический радиоактивный изотоп являющийся анодом 6 диода, на нижней поверхности пластины и в полости каналов расположен металлический радиоактивный изотоп являющийся катодом 7.

Принцип действия преобразователя основан на ионизации полупроводникового материала (например, кремния) бета излучением изотопов: никеля, трития, стронция, кобальта и т.д. Образующиеся при этом электронно-дырочные пары разделяются полем р-n перехода в области пространственного заряда (ОПЗ) и создают разность потенциалов на р+ и n-областях преобразователя (фотогальваническую Э.Д.С.). При этом часть электронно-дырочных пар может быть собрана полем р-n перехода также в квазинейтральной (КНО) области на расстоянии равном диффузионной длине.

Установлено, что для эффективной (оптимальной) работы преобразователя необходимо использование высококачественного кремния диффузионной длиной для неосновных носителей тока Ld превышающей толщину кремниевой пластины hпл т.е. Ld>hпл.

При этом расстояние между каналами должно превышать глубину проникновения бета излучения для электронов изотопа 63Ni со средней энергией Е=17,5 кэВ.

Возможны различные примеры конструкций бета преобразователей, отличающихся по техническим параметрам, так преобразователь, показанный на фиг. 1, 2 имеет максимальную удельную мощность, но имеет относительно высокую стоимость из-за большого объема никеля в каналах. Преобразователь показанный на фиг. 3, 4 использует существенно меньшее количество 63Ni, и соответственно стоимость при меньшей соответственно удельной мощности.

Примеры практической реализации конструкции преобразователя показанных на фиг. 1 - 4 могут быть реализованы на пластинах кремния КЭФ 5 кОм × см, диаметром 100 мм, толщиной hпл=420 мкм, ориентацией (100), со временем жизни т=2 мс, диффузионной длиной Ld>1,0 см.

В качестве изотопного источника может быть выбран 63Ni имеющий большой период времени полураспада 50 лет испускающий электронное излучение со средней энергией 17 кэВ и максимальной энергией 64 кэВ, практически безопасный для здоровья человека. Такая энергия электронов меньше энергии дефектообразования в кремнии 160 кэВ. При этом глубина поглощения в кремнии электронов со средней энергией 17 кэВ составляет примерно 3,0 мкм, а для 90% поглощения 12 мкм. Данные размеры должны соответствовать глубинам залегания р-n переходов и величине ОПЗ, что достигается на типовых кремниевых структурах. Следует отметить, что в качестве радиоактивного изотопа может быть использованы иные материалы, например тритий и т.д. Также важно отметить, что в качестве источника излучения может быть использован не только источники бета излучения, но альфа источники, например, 238U, со средней энергией 6 МэВ и проникающий на порядка 20-25 мкм в кремний, что не позволяет им повредить р-n переход.

Способ изготовления преобразователя по изобретению состоит из следующей последовательности технологических операций.

Проводят термическое окисление (до 0,6 мкм) поверхности партии кремниевых пластин кэВ 5 кОм × см с ориентацией (100) диаметром 100 мм, проводят "0"-ю фотолитографию по обратной стороне пластин, реактивным ионным травлением формируют вертикальные каналы, проводят диффузию фосфора в поверхность щелей.

Проводят 1-ю фотолитографию n+ охранных областей по верхней стороне пластин, проводят диффузию фосфора и формируют n+ охранные области на верхней (лицевой) поверхности и контактный n+ слой на нижней поверхности.

Проводят 2-ю фотолитографию и формируют р+ контактную область ионным легированием бора дозой D=600 мкКл с энергией Е=30 кэВ, проводят термический отжиг имплантированной примеси при температуре Т=1050°С, t=40 минут, выращивают термический оксид на полупроводниковой пластине при температуре Т=950°С, t=40 минут толщиной 0,3 мкм.

Проводят 3-ю фотолитографию р-слоя р-n перехода, который формируют ионным легированием бора, проводят термический отжиг имплантированной примеси при температуре Т=950°С, t=40 минут.

Проводят 4-ю фотолитографию контактных окон к р+-слою.

Проводят осаждение изотопа никеля-63 на верхнюю лицевую сторону пластин и проводят 5-ю фотолитографию формирования электрода анода.

Проводят утонение нижней пластины химико-механической полировкой, затем осаждают электролизом радиоактивный 63Ni на нижнюю сторону пластин, режут пластины на отдельные кристаллы - чипы.

Следует отметить, что возможен более простой вариант технологического маршрута, т.е. с проведением фотолитографии вертикальных каналов в конце маршрута после осаждения никеля-63 на верхнюю сторону пластин. Однако в этом случае исключается операция утонения пластин.

Экспериментальные исследования кремниевых преобразователей с объемной конструкцией прототипа и планарной конструкцией при мощности излучения изотопа 63Ni с мощностью дозы Р=2,7 мКюри/см2 показали, что горизонтальный планарный р-n переход площадью (Sрп, пл), расположенный на полированной верхней поверхности пластины, имеет малый уровень темнового тока утечки.

Ток утечки р-n перехода равной площади сформированного в канале на три порядка больше.

Что соответствовало напряжению "холостого хода" для планарного Uхх,пл=0,1 В и объемного Uхх,обм=4 мВ р-n переходов

Здесь фт - температурный потенциал;

- Iкз - ток короткого замыкания, генерируемый бета излучением.

Мощности преобразователя определяется следующим соотношением

Для планарного р-n перехода Рмах.пл равна 1,7 нВт и соответственно объемного Рмах.об равны 0,08 нВт.

Технические преимущества изобретения - заключаются в увеличении удельной мощности ЭДС преобразователя, а также упрощении и удешевлении технологии его изготовления.

Это достигаются за счет конструкции преобразователя бета излучения и технологии его изготовления, в которой принципиально возможна реализация эквивалентной излучающая поверхность изотопа - (Sиз) как в прототипе имеющего 3D объемную структуру, однако в качестве приемника ионизационного тока используется горизонтальный (а не вертикальный) р-n переход относительно малой площади (Sp-п, пл) расположенный на высоко качественной полированной верхней поверхности пластины, что позволяет минимизировать темновой ток и увеличить напряжение холостого хода и соответственно удельную мощность преобразователя.

1. Преобразователь ионизирующих излучений с сетчатой объемной структурой, содержащий слаболегированную полупроводниковую пластину n(р) типа проводимости, в ее объеме содержатся вертикальные каналы, созданные с нижней стороны к поверхности пластины, на поверхности каналов расположены сильнолегированные n++) области, при этом каналы заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа, образующего электрод анода (катода) диода преобразователя, а на верхней поверхности пластины расположен горизонтальный сильнолегированный контактный р+(n+) типа слой, на поверхности которого расположен металлический электрод катода (анода) преобразователя, отличающийся тем, что на верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная горизонтальная область р+(n+) типа проводимости, образующая горизонтальный р-n переход, а поверхность вертикальных каналов имеет слаболегированный n(р) тип проводимости, при этом вертикальные каналы с одной стороны выходят на нижнюю поверхность пластины, а с другой - донной частью находятся на расстоянии от верхней поверхности пластины, превышающем суммарную глубину горизонтального р-n перехода и образуемой им области пространственного заряда.

2. Способ его изготовления, включающий формирование на нижней поверхности слаболегированной полупроводниковой пластины n(р) типа проводимости, горизонтального сильнолегированного контактного слоя р+(n+) типа проводимости, формирование вертикальных каналов осуществляется путем травления поверхности полупроводниковой пластины, легирование поверхности каналов, осаждение на нижнюю поверхность пластины и в полость каналов слоя металла радиоактивного изотопа электрода анода (катода), осаждение на верхнюю поверхность пластины слоя металла электрода катода (анода), отличающийся тем, что формируют вертикальные каналы путем травления нижней поверхности слаболегированной полупроводниковой пластины n(р) типа проводимости, затем проводят легирование поверхности каналов донорной (акцепторной) примесью, затем на верхней поверхности пластины формируют горизонтальный р-n переход легированием акцепторной (донорной) примесью.



 

Похожие патенты:

Согласно изобретению предложен способ изготовления солнечного элемента с тонким слоем из кремния. Способ включает нанесение ТСО-слоя (3) на стеклянную подложку (1), нанесение на ТСО-слой (3) по меньшей мере одного слоя (4; 5) кремния, причем перед нанесением ТСО-слоя (3) стеклянную подложку (1) подвергают облучению электронным излучением, при этом образуется рассеивающий свет слой (2) стеклянной подложки (1), на которую наносится ТСО-слой (3).

Согласно изобретению предложен способ изготовления солнечного элемента с тонким слоем из кремния. Способ включает нанесение ТСО-слоя (3) на стеклянную подложку (1), нанесение на ТСО-слой (3) по меньшей мере одного слоя (4; 5) кремния, причем перед нанесением ТСО-слоя (3) стеклянную подложку (1) подвергают облучению электронным излучением, при этом образуется рассеивающий свет слой (2) стеклянной подложки (1), на которую наносится ТСО-слой (3).

Предложен монолитный фотовольтаический элемент. Упомянутый элемент содержит по меньшей мере один переход.

Изобретение относится к области технологии дискретных полупроводниковых приборов и может быть использовано при изготовлении бескорпусных диодов для солнечных батарей космических аппаратов.

Изобретение относится к технологии сборки полупроводниковых приборов и может быть использовано для гибридизации кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) методом перевернутого монтажа.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, предназначенных для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,4-1,0 мкм и изготавливаемых на кремнии n-типа проводимости, которые предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре с высокой пороговой чувствительностью.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, и может быть использовано в электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс).

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, и может быть использовано в электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс).

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии создания матричных фотоприемных устройств (МФПУ), и может быть использовано при формировании матричных микроконтактов для кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с последующей их гибридизацией методом перевернутого монтажа.

Изобретение относится к технике безотходной ядерной технологии. Компактный бетавольтаический источник тока длительного пользования с бета-эмиттером, представляющий собой сборку «сэндвичевой» структуры в виде стопки чередующихся между собой единичных или комплектных микроисточников тока, где каждый из микроисточников тока содержит кремнийсодержащую n+ легированную пластинку с р+ эпитаксиальным слоем, и источник бета-частиц в виде содержащего радиоизотоп никеля-63 металлического электропроводного слоя, контактирующего с одной или с двух сторон с полупроводниковым преобразователем, и систему токосъемных электродов для подключения к нагрузке, при этом в качестве полупроводникового преобразователя энергии бета-частиц в электрическую энергию - матрицу монокристаллического р-кремния, а в качестве источника бета-частиц - соразмерную с пластинкой полупроводника токопроводящую металлическую пластинку, в качестве системы токосъемных электродов - комбинацию системы внутренних встроенных с обеих сторон кремниевой пластинки по всей площади поверх слоя нитрида кремния серебряных линейных электродов.

Изобретение относится к источникам питания на основе полупроводниковых преобразователей с использованием бета-вольтаического эффекта. Сущность: бета-вольтаическая батарея содержит корпус, крышку, полупроводниковые преобразователи, изолирующие и радиоизотопные элементы и токопроводящие контакты, конфигурируемые в один или несколько комплектов, соединяемых параллельно и (или) последовательно до достижения требуемой выходной мощности.

Изобретение относится к средствам прямого преобразования энергии радиоактивного распада в электрическую и может быть использовано для питания микроэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к созданию компактных источников электроэнергии с использованием радиоактивных изотопов и полупроводниковых преобразователей.

Бета-вольтаический полупроводниковый генератор электроэнергии, содержащий полупроводниковую пластину с развитой поверхностью и слой никеля-63 на этой поверхности.

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений - бетаисточников в электрическую энергию. Изобретение обеспечивает создание двухсторонней конструкции комбинированного накопительного элемента фото- и бетавольтаики, состоящей из совмещенных на одной пластине кремния с одной стороны - фотоэлемента и подключенного параллельно к нему планарного плоского конденсатора, с другой стороны - бетавольтаического элемента, бета-источник никель-63 которого помещается в микроканалы для увеличения КПД и тока генерации.

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений бета-источников в электрическую энергию. Создание оригинальной планарной конструкции высоковольтного преобразователя реализуется по стандартной микроэлектронной технологии.

Изобретение может быть использовано в электронике, приборостроении и машиностроении при создании автономных устройств с большим сроком службы. Способ преобразования энергии ионизирующего излучения в электрическую энергию включает изготовление полупроводникового материала, состоящего из областей с р- и n-типами проводимости в области р-n перехода, нанесение на поверхность полупроводникового материала в разных его областях слоев различных металлов, присоединение к ним проводников и воздействие на полупроводниковый базовый элемент-преобразователь на основе синтетического алмаза ионизирующим излучением с одновременным снятием электричества с помощью проводников, при этом в качестве ионизирующего излучения используют высокоэнергетические источники альфа-излучения мощностью не менее 0,567 Вт/г, а в качестве полупроводникового материала изготавливают синтетический алмаз р-типа с содержанием бора 1014-1016 атомов на см3 и на его поверхностях в разных областях с р- и n-типами проводимости в вакууме наносят неразрывные металлические контакты, один из которых трехслойная система металлизации вида титан-платина-золото для съема положительного заряда и другой с потенциальным барьером Шоттки - из платины, золота или иридия для снятия отрицательного заряда, на который воздействуют ионизирующим излучением, в результате чего внутри алмаза создают область пространственных зарядов, последние в электрическом поле разлетаются на отрицательные заряды, собираемые на металле контакта Шоттки, и положительные, собираемые на контакте из титана-платины-золота, и с них снимают электричество.

Изобретение относится к способу преобразования энергии ионизирующего излучения в ультрафиолетовое излучение. В заявленном способе предусмотрено использование диссоциирующего газа и преобразование ультрафиолетового излучения в электрическую энергию с помощью полупроводникового алмаза.

Изобретение относится к устройствам для получения электрической энергии от радиоактивных источников и может использоваться в энергетике. Подземный ядерно-энергетический комплекс содержит наклонные У-образно расположенные скважины.
Способ изготовления гетероструктуры InGaAsP/InP фотопреобразователя включает последовательное выращивание методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений на подложке InP в потоке очищенного водорода при пониженном давлении при температуре эпитаксии буферного слоя InP из триметилиндия и фосфина и слоя InxGa1-xAsyP1-y, где 0,59<х<0,80 и 0,55<у<0,92, из триметилиндия, триэтилгаллия, арсина и фосфина путем последовательного выращивания субслоев InxGa1-xAsyP1-y толщиной не более 100 нм. При этом после выращивания каждого субслоя InxGa1-xAsyP1-y прекращают подачу триметилиндия, триэтилгаллия, арсина и фосфина на (5-30) с. Изобретение обеспечивает повышение качества контроля стыковки кристаллов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области преобразователей энергии ионизирующих излучений изотопных источников в электрическую энергию Э.Д.С. Такие источники отличаются от конденсаторов и аккумуляторов много большей энергией, приходящейся на единицу объема, но малой выделяемой мощностью в единицу времени. Он способен обеспечить прямую зарядку мощного аккумулятора или конденсатора при отсутствии солнечного излучения при минимальном его весе и размере, при этом срок службы изотопного преобразователя определяется периодом полураспада радиационного материала, который для 63Ni порядка 100 лет. Изобретение обеспечивает увеличение удельной выходной мощности преобразователя, упрощение и удешевление технологии его изготовления. Это достигаются за счет оригинальной конструкции преобразователя бета излучения и технологии его изготовления, в которой реализуется максимально большая излучающая поверхность изотопа при минимальной площади высококачественного планарного горизонтального p-n перехода. Это обстоятельство позволяет минимизировать темновой ток и соответственно увеличить напряжение холостого хода и удельную мощность преобразователя. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх