【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料,具体涉及采用p型金刚石与n型氧化镓异质pn结的高势垒同位素电池及其制备方法。
技术介绍
1、同位素电池是将放射性同位素材料释放的辐射能转化为电能的装置,具有寿命长、耐极端环境、可芯片化集成等优势。在深空探测、先进医疗、传感器网络等领域具有重大应用价值。金刚石具有5.5ev的带隙,电子、空穴迁移率分别为4500cm2/vs和3800cm2/vs,位移能为43ev,与sic,gan等半导体材料相比,是制备辐射伏特效应同位素电池的最佳材料。金刚石p型掺杂技术逐渐趋于成熟,而金刚石n型浅掺杂困境制约了金刚石半导体电子器件的发展,因此,目前基于金刚石制备的同位素电池都采用金属与p型金刚石形成的肖特基结,但肖特基结的内建势垒远低于pn结势垒的理论值,限制了同位素电池器件开路电压的提升,无法充分发挥金刚石作为超宽禁带半导体的优势。为了进一步提升金刚石同位素电池输出性能,选择合适的n型半导体材料与p型金刚石组成异质结,通过界面层优化解决界面载流子损失的问题,可以获得高性能的金刚石同位素电池。
技术实
...【技术保护点】
1.基于TiO2调制p型金刚石与n型氧化镓异质结界面的高内建电场同位素电池,其特征在于该高内建电场同位素电池包括放射性辐射源(1)、n区欧姆接触电极(2)、n型氧化镓层(3)、超薄氧化钛层(4)、金刚石外延本征层(5)、掺硼金刚石衬底(6)、p区欧姆接触电极(7)以及惰性金属保护层(8),该同位素电池采用垂直型结构,在p区欧姆接触电极(7)的下表面设置有惰性金属保护层(8),在p区欧姆接触电极(7)的上表面由下至上依次设置有掺硼金刚石衬底(6)、金刚石外延本征层(5)、超薄氧化钛层(4)、n型氧化镓层(3)、n区欧姆接触电极(2)和放射性辐射源(1)形成层叠结构。
...【技术特征摘要】
1.基于tio2调制p型金刚石与n型氧化镓异质结界面的高内建电场同位素电池,其特征在于该高内建电场同位素电池包括放射性辐射源(1)、n区欧姆接触电极(2)、n型氧化镓层(3)、超薄氧化钛层(4)、金刚石外延本征层(5)、掺硼金刚石衬底(6)、p区欧姆接触电极(7)以及惰性金属保护层(8),该同位素电池采用垂直型结构,在p区欧姆接触电极(7)的下表面设置有惰性金属保护层(8),在p区欧姆接触电极(7)的上表面由下至上依次设置有掺硼金刚石衬底(6)、金刚石外延本征层(5)、超薄氧化钛层(4)、n型氧化镓层(3)、n区欧姆接触电极(2)和放射性辐射源(1)形成层叠结构。
2.根据权利要求1所述的基于tio2调制p型金刚石与n型氧化镓异质结界面的高内建电场同位素电池,其特征在于所述的惰性金属保护层(8)的材质为ag、pt、ru、si或者ir。
3.根据权利要求1所述的基于tio2调制p型金刚石与n型氧化镓异质结界面的高内建电场同位素电池,其特征在于所述的放射性辐射源(1)采用241am、14c或者3h。
4.根据权利要求1所述的基于tio2调制p型金刚石与n型氧化镓异质结界面的高内建电场同位素电池,其特征在于掺硼金刚石衬底(6)是采用化学气相沉积法制备的(100)面掺硼金刚石片状衬底。
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【专利技术属性】
技术研发人员:刘本建,李传龙,曹占东,贾和,梁博,刘康,朱嘉琦,代兵,张森,赵继文,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:
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