GaN基微型核电池的研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chchang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微型核电池由于具有能量密度大、寿命长、受环境影响小、与MEMS工艺兼容等优点,成为了为MEMS和微/纳器件供电的重要选项。Si基微型核电池由于受到Si材料禁带宽度的限制,输出电压和转换效率仍较低。GaN是一种宽禁带半导体材料,基于GaN的微型核电池有更大的开路电压和更高的转换效率。本文对采用Pm-147作为放射源的GaN微型核电池进行了研究。  首先,对基于Pm-147的GaN微型核电池进行了理论分析。通过求解少数载流子连续性方程得到了辐生电流密度的计算公式,并推导出了与实验值相符合的GaN少子迁移率、少子寿命和少子扩散长度公式。在这些计算的基础上,对GaN微型核电池的性能进行数值模拟。分析了禁带宽度、掺杂浓度、结深、表面复合速率和耗尽区宽度对GaN微型核电池输出性能的影响,得到了使电池性能最佳的参数值,为后续的实验制造提供了重要参考。  在此基础上,进行了GaN微型核电池的制造与测试。先使用MOCVD生长了GaN晶体薄膜,使用XRD、AFM、PL、霍尔效应等方法对其进行表征和测试。然后使用MEMS工艺制造了GaN微型核电池,并在暗环境和紫外环境下对其进行了测试。结果显示,电池的性能优良。  最后,进行了以多孔氧化铝作为ICP刻蚀掩膜制备多孔GaN的实验。先在GaN表面蒸发一层铝膜,并使用两步氧化法得到多孔氧化铝。然后用该氧化铝作为刻蚀掩膜,使用ICP刻蚀制备了形貌良好的多孔GaN。多孔GaN的纳米级孔可以产生能带展宽效应,并且能减小对β粒子的反射率,以其作为基底将可以改善GaN微型核电池的输出性能。
其他文献
树状分叉结构和毛细自发渗吸现象广泛存在于自然界和日常生活中,植物中水分和营养输送系统,生物循环系统以及低渗裂缝系统等都是典型例子。特别是低渗裂缝系统采油,由于低渗
在宇宙大爆炸初期,会形成极度高温高密的环境。在这样的环境下,夸克-反夸克和胶子在相互作用下会形成夸克胶子等离子体;宇宙发生碰撞“冷却”后就形成了我们现在宇宙的。量子色
相位恢复是一个重要的科研问题,它在很多领域都有所应用,长期以来,人们为相位恢复做了不懈的努力,在实现相位恢复的方法和系统等方面进行了大量的研究,使得各种相位恢复技术方法得
鉴于曲率能和压缩能极大地影响着热核的退激,本文的主要内容就是在考虑了这两项宏观修正能的改进版动力学加统计模型(MCDSM)的理论框架下,通过对比动力学加统计模型(CDSM),研究