Cand. Sci. (Eng.); associate professor at the Department of Solid State Physics and Non-Equilibrium Systems
кандидат технических наук; доцент кафедры физики твердого тела и неравновесных систем
Dr. Sci. (Phys.-Math.); Chief Researcher at the Laboratory of Semiconductor High-sensitivity Sensors
доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник лаборатории полупроводниковых высокочувствительных датчиков
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor; Head at the Joint Research Laboratory of Mathematical Physics NIL-319; associate professor at the Department of Higher Mathematics
кандидат физико-математических наук, доцент; заведующий совместной с РАН научно-исследовательской лабораторией математической физики НИЛ-319; доцент кафедры высшей математики
engineer of the 1st category at the Department of Solid State Physics and Non-Equilibrium Systems
инженер 1 категории кафедры физики твердого тела и неравновесных систем
Cand. Sci. (Phys.-Math.); associate professor at the Department of Higher Mathematics; senior researcher at the Interuniversity Research Center for Theoretical Materials Science
кандидат физико-математических наук; доцент кафедры высшей математики; старший научный сотрудник
The paper discusses the efficiency of converting radionuclide energy into electrical energy inside a semiconductor structure in the context of the betavoltaic application. In the molecular composition of Silicon Carbide semiconductor structures, Carbon-14 atoms functionally serve as the source of radiochemical decay energy, and the conductivity component of the n- or p-type semiconductor structure is able to directly convert this energy into electrical form. The proposed version of the beta-converter based on the C-14 radionuclide has a worldwide novelty, since this radionuclide is used in the concentration at the level of an alloying impurity that replaces the stable Carbon-12 atoms in the Silicon Carbide molecule. The presence in small quantities, one atom of the radioisotope C-14 per thousand or even a million atoms of the stable radioisotope C-12, gives the semiconductor material new energy-useful properties. The manifestations of the betavoltaic effect when replacing Silicon Carbide C-12 with radionuclide C-14 in a molecule determine the efficiency and choice of the contact formation options for practical use of charge generation in Silicon Carbide heterostructures.
В работе обсуждается эффективность преобразования энергии радионуклидов в электрическую. В молекулярном составе полупроводниковых структур карбида кремния атомы углерода-14 функционально выполняют роль источника энергии радиохимического распада, а компонент разделения неравновесных носителей полупроводниковой структурой n- или p-типа проводимости способен напрямую преобразовывать эту энергию в электрическую форму. Предлагаемый вариант исполнения бета-преобразователя на радионуклиде С-14 обладает мировой новизной, так как данный радионуклид используется в концентрации на уровне легирующей примеси, замещающей атомы стабильного углерода-12 в молекуле карбида кремния. Присутствие в небольших количествах, один атом радиоизотопа С-14 на тысячу или даже миллион атомов устойчивого радиоизотопа С-12, придает полупроводниковому материалу новые полезные в энергетическом отношении свойства, но одновременно возникает сопутствующая проблема сбора носителей заряда металлизацией контактных площадок, что вероятно связано с изменением работы выхода электрона преобразованного радиоизотопом карбида кремния. Данный фактор определяет эффективность сбора носителей заряда, т.к. точечные прижимные контакты свидетельствуют об эффективности преобразования энергии.