不同放射源在同位素电池换能单元肖特基结金属中的能量沉积

辐射伏特效应同位素微电池具有体积小、能量密度高、寿命长、安全稳定等优点,逐渐成为微能源研究的重要方向。采用基于蒙特卡罗数值计算法的Geant 4软件,对基于宽禁带半导体金刚石/金属肖特基结的辐伏电池换能单元中使用不同放射源在不同肖特基金属内的能量沉积进行了模拟计算,结果表明,Ni-63,H-3,Pm-147放射源对应Cu,Au,Ni肖特基金属,不同β辐射源通过金属的能量损失主体方式不同,Ni-63放射源以能量反散射和金属内能量沉积两种主体形式损失能量,而H-3放射源和Pm-147放射源主要以反散射形式损失能量,入射能量在金属层内的能量沉积占比很小。要使反射和沉积的能量低于设定的阈值(10%),相应的金属厚度要求各有不同:对于Ni-63源,对应金属Cu,Au,Ni最大厚度分别为30,20,30 nm;对于H-3源,3种金属Cu,Au,Ni临界厚度均为100 nm;对于Pm-147源,对应的厚度分别为20,10,10 nm。计算结果可为金刚石/金属肖特基结同位素电池换能单元中金属层的优化设计提供理论参考。