(untitled) (Письма в ЭЧАЯ, 2025)
Представлены результаты исследования бета-вольтаических преобразователей энергии и конкретно устройств на базе гетероструктур с SiC/Si, использующих радионуклид ^14C в качестве источника бета-излучения. В полупроводниковом чипе Si^14C/Si органично интегрированы инжектор ^14C и преобразователь энергии электронов бета-распада на основе гомо- или гетероперехода SiC/Si для повышения удельной мощности при обеспечении радиационной безопасности самопоглощением бета-излучения полупроводником. Достижимая плотность мощности 0,3 мкВт/см3 при толщине карбида кремния 0,4 мкм, максимальная плотность тока короткого замыкания 900 нА/см2, КПД 21,31 %. Результаты моделирования и экспериментальные исследования свидетельствуют, что легированная радионуклидом пленка карбида кремния на подложке кремния имеет улучшенные выходные характеристики преобразователя энергии за счет оптимального распределения неравновесных зарядов во внутреннем слое структуры преобразователя с молекулярно встроенным инжектором. Впервые количественно установлено включение ^14C в решетку SiC по изотопному сдвигу фононных мод (Δω_TO = +15,0 см−1). Актуальность задачи бета-вольтаики — в синхронизации достижений микроэлектроники и источников энергии для ее автономного функционирования на основе преобразования энергии высокой удельной плотности. Это возможность отложенного во времени, соответствующем периоду полураспада, включения программного обеспечения электронного устройства или накопления информации в базах данных на интегрированном чипе интегральной схемы «ИС — источник ее питания».