CC BY
1
НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
1.2.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ,
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ (ТЕХНИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ)
MATHEMATICAL MODELING, NUMERICAL METHODS AND COMPLEX PROGRAMS
DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-4-91-102 УДК: 620.3 ГРНТИ: 28.17 EDN:BBEVNK
КПД активированных наногетеропереходов на подложках кремния и карбида кремния
М.В. Долгополов1, 2' а ©, М.В. Елисов2, b ©,
С.А. Раджапов3, c ©, В.И. Чепурнов2, d ©, А.С. Чипура1, e ©
1 Самарский государственный технический университет, г. Самара, Российская Федерация
2 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева,
г. Самара, Российская Федерация
3 Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан,
г. Ташкент, Республика Узбекистан
a E-mail: [email protected] b E-mail: [email protected] c E-mail: [email protected] d E-mail: [email protected] e E-mail: [email protected]
Аннотация. Рассматривается концепция, модель, примеры активированных наноразмерных гетеропереходаов на специальных подложках карбида кремния и кремния для обеспечения максимальной мощности при комбинированных геометрическом и количественном масштабированиях чипов полупроводникового преобразователя энергии. Исследуется вопрос максимальных КПД преобразования энергии и эффективности разделения электрон-дырочных пар. Вариант оптимизации решения масштабирования реализуется гетеропереходами с вариациями последовательностей слоев с увеличением концентрации и направленности перемещения неравновесных носителей для дальнейшего повышающего преобразования напряжения с накачкой заряда. Проведено численное моделирование для проверки модели с тонкими слоями GaN, GaP на SiC, SiC/Si. Впервые предложены определения активации гетероперехода и активированного наногетероперехода как принципиальной структуры. Точность предложенных моделей сравнивается с точностью известных моделей, показано, что полученные результаты лучше, чем некоторые известные в литературе решения этих моделей.
Ключевые слова: масштабирование, активированный наногетеропереход, полупроводниковый преобразователь, аналитическое моделирование, гетероструктуры на карбиде кремния, микролегирование, энергоэффективность, ионизационные токи и напряжения, полупроводниковые микрогенераторы, образование точечных зарядовых дефектов
Efficiency of Activated Nano-Heterojunctions on Silicon and Silicon Carbide Substrates
M.V. Dolgopolov1, 2' a ©, M.V. Elisov2, b ©,
S.A. Radzhapov3, c ©, V.I. Chepurnov2, d ©, A.S. Chipura1, e ©
1 Samara State Technical University, Samara, Russian Federation
2 Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev, Samara, Russian Federation
3 Institute of Physics and Technology of the Scientific and Production Association "Physics-Sun" of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Tashkent, Republic of Uzbekistan
a E-mail: [email protected] b E-mail: [email protected] c E-mail: [email protected] d E-mail: [email protected] e E-mail: [email protected]
Abstract. The concept, model, and examples of activated nanoscale heterojunctions on special silicon carbide and silicon substrates to ensure maximum power with combined geometric and quantitative scaling of semiconductor energy converter chips are considered. The issue of maximum efficiency of energy conversion and efficiency of separation of electron-hole pairs is investigated. A variant of optimizing the scaling solution is implemented by heterojunctions with variations in the sequences of layers with an increase in the concentration and direction of movement of nonequilibrium carriers for further increasing voltage conversion with charge pumping. Numerical simulation was performed to test the model with thin layers of GaN, GaP on SiC, SiC/Si. For the first time, definitions of activation of the heterojunction and activated nanoheterojunction as a fundamental structure are proposed. The accuracy of the proposed models is compared with the accuracy of known models, and it is shown that the results obtained are better than some solutions of these models known in the literature.
Key words: scaling, activated nano-heterojunction, semiconductor converter, analytical modeling, silicon carbide heterostructures, micro-alloying, energy efficiency, ionization currents and voltages, semiconductor microgenerators, formation of point charge defects
НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
г
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Долгополов М.В., Елисов М.В., Раджапов С.А., Чепурнов В.И., Чипура А.С. КПД активированных наногетеропереходов на подложках кремния и карбида кремния // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 4. С. 91-102. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-4-91-102. EDN: BBEVNK
V J>
DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-4-91-102
FOR CITATION: Dolgopolov M.V., Elisov M.V., Radzhapov S.A., Chepurnov V.I., Chipura A.S. Efficiency of Activated Nano-Heterojunctions on Silicon and Silicon Carbide Substrates. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 4. Pp. 91-102. (In Rus.) DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-4-91-102. EDN: BBEVNK
V J
ВВЕДЕНИЕ
Темпы развития микроэлектроники впечатляют и сопровождаются уменьшением не только размеров, но и энергопотребления, связанного с определенной автономностью электронных приборов. Известные источники питания ориентированы на преобразование энергии химических связей и накопление энергии ио-нисторами, что не удовлетворяет требованиям современной электроники. Прогресс в энергообеспечении
электронной техники связан с преобразованием энергии более высокой удельной плотности, а именно радиохимических превращений элементов. Предпочтение отдается распадам элементов с испусканием бета-электронов высоких энергий от нескольких электрон-вольт до 200 кэВ и периодом полураспада, сопоставимым с жизненным циклом электронного устройства. Синер-гическая параллель здесь выстраивается, когда энерго-преобразующим устройством выступает сама структура полупроводникового материала, и именно это
обуславливает системный подход к решению проблемы отставания развития одной отрасли техники (источники питания) по отношению к другой (микроэлектроника). В целом указанная взаимосвязь проявляется и сказывается в решении проблемы автономности датчиков, систем безопасности на их основе для капитальных сооружений, медицинской техники и ГГ-технологий (приоритетные направления). Важным вопросом является выбор полупроводниковой структуры и радионуклида [1-3], полупроводник должен разделять носители эффективно и накапливать, бета-электроны не должны вносить неконтролируемые радиационные дефекты, материал радиоизотопа должен быть технико-экономически оправдан.
Объектом исследования являются полупроводниковые структуры SiC и SiC/Si с тонкими пленками полупроводниковых материалов с широкой запрещенной зоной, напрямую преобразующие энергию бета-распада радиоуглерода-14 как легирующего пленку карбида кремния элемента. Важно обосновать качественное и количественное отличие факторов и связанных с ними эффектов физического механизма преобразования от аналогичных технических решений. Впервые данная цель была определена и обоснована в работах [3; 4]. Принципиальной особенностью является способность запасать энергию в своей кристаллической решетке и выдавать ее при необходимости. Это позволяет сократить размер итогового устройства, так как не требуется дополнительных конденсаторов. Подобная миниатюризация [5; 6] обеспечивает широкий спектр возможных сфер деятельности, где можно использовать такое устройство или комбинированный прибор, микросхему с источником питания. Например, в кардиохирургии в качестве стимулятора или в космических устройствах малой мощности, в автономных управляющих устройствах и датчиках.
В современных условиях особо обозначается роль управляющих комплексов в микроэлектронике на масштабах меньше 100 нм, которые не требуют больших мощностей. Для питания микроэлектроники на таком масштабе требуется пересмотреть варианты и экономные возможности длительной автономной работы энергопреобразователей и датчиков, МЭМС, НЭМС, молекулярных машин, практически на уровне атомных и субатомных технологий. При этом устройства на кремнии выбрали свой ресурс для обеспечения скорости работы и памяти. В настоящее время в ведущих научных лабораториях ведется активный поиск материалов и их композиций для следующих поколений микросхем и альтернативных источников питания [7; 8]. Одним из возможных направлений является развитие активированных гетероструктур на специальных подложках кремния и карбида кремния. Также актуально создание специализированных радиационно стойких интегральных микросхем с металлизолированным изотопным источником питания [9].
С 2015 г. [3] разработана технология введения радионуклида углерода-14 в молекулу SiC методом самоорганизующейся эндотаксии [10]. Описан процесс
роста пленки 3C-SiC на подложке Si в процессе эндотаксии с помощью системы нелинейных уравнений с учетом внешнего поля, рассчитана величина электрического поля и его положение в зависимости от глубины p-n перехода внутри бета-преобразователя [11-13]. Предсказаны новые фазы в билинейных системах ин-терметаллидов на основе метода выпуклых оболочек (convex hull), адаптированного для сравнения структур с различной стехиометрией путем пересчета энергии образования структур в энергию связывания, приходящуюся на атом. Данный подход распространен далее на структуры с наличием точечных дефектов [14]. В ООО «БетаВольтаика» сконструирован бета-преобразователь, проведены исследования вольт-амперных характеристик лабораторных образцов [15]. Проведено теоретическое исследование методом Монте-Карло в программе Geant4 глубины залегания p-n перехода в структуре и подсчет генерации электрон-дырочных пар [16; 17]. Проведены квантово-механические расчеты для структуры 3C-SiC в различных реализациях теории функционала плотности (программы VASP, Siesta), исследованы влияния концентраций атомов-допантов на положение уровня Ферми, а также положение глубокого уровня в зонной структуре карбида кремния в присутствии атома азота [18]. Развита концепция наногетеропереходов для солнечных элементов [19] на подложках кремния и карбида кремния с активацией внутренним инжектором [20-22].
При этом наноразмерные гетеропереходы (НГП) структурно представляют собой заряженные дислокационные трубки, которые не только влияют на структуру заряда и увеличивают область пространственно -го заряда - активную зону, но и могут запасать в себе энергию электрон-дырочных пар. При активации НГП внутрь трубки вносится инжектор, что обеспечивает появление свободных носителей зарядов. На дислокациях существуют оборванные, или ненасыщенные, связи, образование которых обусловлено нарушением регулярности атомной решетки непосредственно вблизи дислокации. Это ведет к появлению неспаренных электронов, которые могут захватывать электроны из зоны проводимости и образовывать «пары на оборванных связях» [23]. Вследствие этого дислокация заряжается отрицательно. Более того, дислокации добавляют дополнительные уровни в запрещенной зоне полупроводника, что ведет к упрощению разделения заряда при пролете бета-частицы [23]. В совокупности данную принципиальную структуру назовем активированным наногетеропереходом (АНГП). Уточнения по определению дадим по тексту ниже.
Ниже содержание статьи организовано следующим образом: определена постановка задач и представлены примеры результатов моделирования КПД тонких АНГП слоев GaN, GaP на SiC, SiC/Si и сравнительный анализ влияния характерных параметров. При исследовании электрофизических свойств полупроводника с АНГП каждый преобразователь рассматривается как анизотипный гетеропереход.
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
ЗАДАЧИ МАСШТАБИРОВАНИЯ
И АКТИВАЦИИ НГП
В предыдущих работах [10-18; 20-22] рассматривалась технология получения полупроводниковой структуры с активными центрами в тонкой пленке кубического карбида кремния на кремнии. Активированные наноразмерные гетеропереходы создавались на поверхности подложки легированного кремния и содержали активные центры и радиационные наведенные дефекты, дислокации. Слой карбида кремния п- или р-типа проводимости формировался на поверхности подложки монокристаллического кремния. Были обоснованы следующие результаты:
• выбор полупроводниковой активированной гетеро-структуры карбида кремния на кремнии (с дополнительной имплантацией легированием активных центров воздействия);
• требования, предъявляемые к контактирующим материалам, и созданы поверхностные гетероконтакт-ные структуры;
• сравнительный анализ факторов повышения эффективности прямого энергопреобразования, включая сбор неравновесных носителей;
• стабильная выпрямляющая структура, полученная медленным вакуумным напылением химически чистого германия на поверхность легированного Si с последующим нанесением металлического контакта;
• предел растворимости углерода и формирование собственной фазы в геттерирующем слое фазы Si.
Обычно солнечная панель состоит из фотовольта-ических элементов, соединенных параллельно и последовательно. В свою очередь сделаем акцент на генерацию электрон-дырочных пар на наноразмерных гетеропереходах (НГП) в ходе их активации внешним спектром излучения [19; 24; 25]. В зависимости от количества элементов в панели и НГП в самом элементе, меняется коэффициент масштабирования и коэффициент эффективности [21]. Чем они выше, тем выше результирующая мощность. Формирование НГП может происходить как в ходе получения радиационных дефектов в результате облучения подложки, либо на ядрах дислокаций несоответствия между подложкой и нанесенным слоем. НГП могут размещаться в структурированном порядке на расстояниях порядка микрометра друг от друга [21]. Таким образом на квадратном сантиметре площади можно разместить до 100 млн активированных НГП [19; 20; 26], что позволит получать мощности порядка до десятков и сотен милливатт.
Уточним в данной статье понятие активированного наноразмерного гетероперехода (АНГП) с эффективным инжектором в области активной зоны (ОПЗ) гетероперехода. В данном рассмотрении активация - это процесс, приводящий к генерации электрон-дырочных пар или электронов и дырок по отдельности. Возможны несколько видов активации, это может быть спектр электромагнитного излучения, альфа-, бета-частиц, комбинированные, а также активированные потоком
нейтронов. В патенте [27] рассматривается многослойная структура из нейтронсодержащих слоев и полупроводниковых гетеропереходов от слоя с калифорни-ем-252. Использование индуцированного нейтронами деления бета-распадающихся радиоизотопов для получения бета-частиц, которые могут собираться полупроводниковыми диодами для получения электроэнергии на накопитель, является возможным перспективным приложением. Важной особенностью является максимальная энергия спектра, она не должна приводить к нарушению атомной структуры кристаллической решетки полупроводникового материала. В нашем случае это до 200 кэВ для бета-частиц, поэтому представляется с этой точки зрение использование легких радионуклидов, таких, как тритий, никель-63 и углерод-14 весьма перспективным [28-30]. Высокоэнергетическая часть гамма спектра поглощается в поверхностной наружной части. Активация различается по месту расположения источника излучения, он может быть как снаружи рассматриваемой структуры, так и внутри [22]. Новизна данной работы заключается в рассмотрении активации, также называемой инжекцией, внутри активной области гетероперехода. А также в том, что рассматривается активация в радиационных дефектах и ядрах дефектах дислокации.
eV 6
5
4
3
2
1
0
-1
"5,50 ' eV"
4,95 eV
3,80 eV 4,20 eV ------r------
J~
-W-
10 nm - 10 |im Ni 350 |im
Ni
_ N-SiC
iCüt
-W-
\\=
Масштабирование [Scaling]
/ввввв\ 9999
b
Рис. 1. Пример простейшей зонной энергетической диаграммы АНГП (а) и иллюстрация к масштабированию (Ь)
Fig. 1. An example of the simplest ANHJ band energy diagram (a) and an illustration to scaling (b)
На рис. 1, а представлена энергетическая зонная диаграмма из программы моделирования гетерострук-тур (HMP - Heterostructure Modeling Program [31; 32]) с областью инжектора, отмеченной бледно-красным цветом. Инжектор приводит к эффективному расще-
In
2
а
n
1
a
Долгополов М.В., Елисов М.В., Раджапов С.А., Чепурнов В.И., Чипура А.С.
плению квазиуровней Ферми ¥р, ¥п за счет увеличения темпа генерации неравновесных носителей заряда, один бета-электрон с энергией до 200 кэВ образует десятки тысяч электрон-дырочных пар неравновесных носителей заряда. В приближении слабого инжектора возможно пренебречь внутренним электрическим полем и рассчитать динамику квазиуровней Ферми, обусловленных неравновесными неосновными носителями заряда. Увеличение градиента квазиуровней Ферми приводит к увеличению плотности тока.
Цифрами 1 и 2 и красным цветом отмечены барьерные контакты с металлом (рис. 1, а). Цифрой 3 отмечена топологическая структура «клюв», значение которой связано с вырождением 2D-электронного Ферми-газа с образованием двух разнесенных квантовых уровней Ландау, динамика которых проявляется в плотности туннельного тока, который может иметь значительный вклад при уменьшении ширины барьера на гетеропереходе. Несоответствие решеток кремния и карбида кремния, механическое напряжение приводят также к возможности образования электронного облака на ядрах дислокаций, выступающих эффективными АНГП [21], с возможным перелегированием типа проводимости.
На рис. 1, а представлена иллюстрация АНГП, где красным цветом отмечена активная зона, совпадающая с зоной инжектора, она продолжается в обе стороны на величину до диффузионной длины соответствующих неосновных носителей заряда. Отметим, что АНГП это не просто заряженный НГП, это НГП с внутренним инжектором, от которого зависит темп генерации электрон-дырочных пар. В заряженный НГП на ядрах дислокаций несоответствия, как вариант, определяются атомы 14С, которые становятся внутренним инжектором.
Энергетическая зонная диаграмма на рис. 1, а соответствует примеру гетероструктуры с контактной металлизацией Также бледно-се-
рым градиентом отмечена возможность планарной структуры Карбид кремния представ-
ляет собой тонкую пленку, или как вариант большое множество кластеров точечных наногетеропереходов либо пористую структуру, вращенную тонкую пленку в кремнии методом НТС^О [33], легированную легким радионуклидом [10]. При этом структура взаимосвязей компонентов на молекулярном уровне является определяющей [22]. Отметим, что в случае планарной структуры, контакт № отмечен бледно-серым градиентом цвета, градиент квазиуровней Ферми больше, чем в случае структуры вертикальной с кремнием, за счет суммы встроенных потенциалов Др + Дп слева и справа от активной зоны.
Роль тонкой пленки становится понятна при проработке материалом полупроводника бета-спектра источников излучения, когда диффузионная длина сравнима или более ширины пленки, так как такое граничное условие задает возможность диффузии неравновесных носителей через тонкую пленку без рекомбинации
внутри пленки и приводит к образованию электронного облака [34] в приконтактной зоне [22]. Эффект разного знака разности термодинамической работы выходы из полупроводника в сравнении с работами выхода из металлов с одной стороны с барьерным контактом, с другой стороны с омическим, соответствует наиболее эффективному разделению заряда на гетеропереходе ГГ-го типа (ступенчатом) и суммированию плотностей токов от носителей заряда различного знака, как представлено на рис. 1, а (электронам энергетически выгодно двигаться справа-налево, дыркам - наоборот).
Также к образованию радиационных дефектов и к возникновению радионуклидов приводит нейтронное облучение [35]. Таким образом создается бета-спектр излучения электронов внутри полупроводникового материала. Основные реакции образования, например, радионуклида 14С обладают довольно значительными сечениями взаимодействия с тепловыми нейтронами - 1,8, 0,22 и 0,0013 барн [35]. Для более глубокого исследования процессов образования радиоуглерода-14 (14С) с азота-13 (13^ легированных кремниевых материалах требуется проанализировать гамма- и бета-спектры образца с повышенным содержанием и решить определенные теоретические и практические задачи, приведенные далее. Провести изучение других образцов с предполагаемым наличием нанесенного 14С для его обнаружения через выделение участков спектров с энергией, соответствующей бета-излучению 14С (максимальная Е^ = 155 кэВ). Исследовать временное развитие активности 14С в образцах и измерить период полураспада для уточнения кинетики образования 14С. Провести сравнительный анализ скорости образования 14С в кремнии с различным содержанием и для оценки реакции (п, Y)-активации, уточнения в эксперименте флюенса, времени, концентрации потока нейтронов. Данное исследование позволит подтвердить или опровергнуть возможность образования 14С в кремниевых материалах при нейтронной активации азота, которым в большой степени легированы пластинки кремния, уточнив понимание соответствующих ядерных процессов [35].
Отличие и преимущество активации за счет бета-излучения заключается в том, что электрон может за счет радиационных потерь создавать большое количество электрон-дырочных пар. В то время как один фотон приводит к возникновению одной электрон-дырочной пары. Интересное наблюдение представляет собой ситуация, в которой инжектор внедрен в гетеро-структуру на границе раздела материалов, на гетеропереходе [22]. На рис. 1 и 2 это показано красным цветом. В данной ситуации не формируется фото(бета)элемент, способный реагировать на внешнее излучение в определенном спектре. Вместо этого внутри элемента размещается радиоактивный изотоп с бета-распадом, например, 63№ или 14С. Это обстоятельство открывает путь для увеличения коэффициента полезного действия (КПД) структуры [28; 30].
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Увеличение КПД достигается благодаря тому, что электроны, испускаемые в процессе бета-распада с высокой энергией, способны порождать значительное количество электрон-дырочных пар, в таком диапазоне энергий в основном потери ионизационные на рождение пар электрон-дырка в большом количестве до десятков тысяч в секунду. Дополнительно при низких энергия электронов возможен учет эффектов фононов и экситонов, с резонансным накоплением энергии в микрогенераторах на наногетеропереходах. Генерация электрон-дырочных пар напрямую зависит от свойств материалов данной гетероструктуры П-го типа с различающимися запрещенными зонами, но если инжектор находится внутри, то степень проработки спектра полупроводником больше, чем если источник бета-излучения находится снаружи. Таким образом, структура становится способной аккумулировать носители заряда, что может быть важным с точки зрения применения.
В контексте рассмотрения данной ситуации, проводится анализ решений уравнения диффузии и уравнения Пуассона с учетом определенных граничных условий, описывающих излучение. Это позволяет более глубоко понять, как именно происходит формирование и перемещение носителей заряда в гетероструктуре, и как эти процессы связаны с бета-распадом радиоактивного изотопа.
200
F„[Än{*)]
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 h
J
............i
'I'll'- F;
50
100 x, цт b
150
200
Рис. 2. Зависимость концентрации (a) и квазиуровней Ферми (Ь) от различных параметров Fig. 2. Dependence of concentration (a) and quasi-Fermi (b) levels on various parameters
На рис. 2 представлена оптимизация квазиуровней Ферми и концентрации от различных параметров, таких как концентрация инжектора (t = 5 • 1013), длина образца (200 мкм), место инжекции (20 мкм, слой 10 мкм) и диффузионные длины. На данном графике Ev -это верхняя граница валентной зоны, энергия, до которой заполняются состояния дырками, Ec - характеризует зону проводимости, Fp - квазиуровень Ферми для дырок, который характеризует заполненность состояний в валентной зоне. F - максимальный ква-
n max
зиуровень Ферми для электронов в области с высокой концентрацией электронов (область инжекции). Fn -квазиуровень Ферми для электронов во всем объеме полупроводника, соответствует среднестатистическому уровню заполнения состояний в зоне проводимости.
Зависимость определенных параметров и относительное сравнение диффузионных длин и толщин слева и справа от инжектора позволяет выявить преобладающее линейное или экспоненциальное поведение. Это имеет важное значение для учета условий рекомбинации на поверхности, в дефектах и других факторах, влияющих на динамику носителей заряда.
Авторами моделируется и экспериментально проверяется задача создания планарных структур для преобразователей и самосканирующихся датчиков [36] на кремнии и карбиде кремния с АНГП (рис. 3) на образцах ООО «БетаВольтаика» [15]. Импульсные диоды D1-D4, Dg-D12, D15, D21, D22, будучи n-р-переходами, позволяют как раз эффективно выпрямлять ток как простейшие зарядовые насосы, комплексируя интерфейс гетероструктуры с АНГП D5-D7, D16-D18, которые не проявляют практически собственных диодных свойств, одновременно увеличивая плотность тока при параллельном соединении или увеличивая напряжение при последовательном соединении. Для контактной металлизации используются металлы с работой выхода меньше и больше, чем у материала гетероперехода, рис. 1, а [22].
КПД АНГП. ПРИМЕРЫ
Для определения оптимальных концентраций легирования в областях бетавольтаического элемента, мы провели моделирование характеристик для широкого диапазона значений концентраций легирования материалов гетероперехода донорной примеси Nd и акцепторной - Na [37].
Произведена оптимизация параметров различных полупроводниковых материалов (GaN, GaP, Si, SiC) для наногетеропереходов, активированных радионуклидами. При предположении физических и геометрических параметров в качестве входных данных для оптимизации были использованы характеристики полупроводников, представленные в табл. 1. В процессе моделирования рассчитывались такие показатели как диффузионные длины, плотность тока и его составляющих по базе, эмиттеру, зонам гетероперехода, плотность обратного тока насыщения, напряжение холостого хода, коэффициент заполнения, КПД.
PORT-1 —^
PORT-2
DIODE PIN
[ PORT-3
DIODE PIN
DIODE PIN
PORT-4
DIODE PIN
PORT-5
DIODE PIN
Die
DIODE TS
D21
—►H
DIODE PIN
D17
DIODE TS
DIODE PIN
DIODE PIN
D18
DIODE TS
PORT-e
Рис. 3. Вариант схем комплексирования и конструкции сборки c АНГП Fig. 3. ANHJ design options
Параметры полупроводниковых материалов, используемые в программе [Parameters of semiconductor materials used in the program]
Таблица 1
D
D
D
D
1
2
4
12
1C
22
Параметры-материалы [Parameters-materials] GaN GaP Si SiC
Eg, эВ [eV] 3,39 2,26 1,12 2,36
X, эВ [eV] 1,84 4,3 4,05 4
p, г/см3 [g/cm3] 6,1 4,138 2 3,21
n, см-3 [cm-3] 1,07 • 10-10 2 1,45 • 1010 1,5 • 10-1
a, A 4,5 5,45 5,43 4,35
£ 10,4 10 11,7 9,7
эВ [eV] 9,95 6,8 3,6 7,1
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Для бетавольтаического элемента КПД является важным параметром для оценки его производительности или эффективности преобразования энергии бета-распада. В качестве величины удельной активности брали 100 мКи/см2. Наибольшее теоретическое значение наблюдается на образце N-SiC/p-Si с инжектором 14С внутри гетероперехода. Результаты моделирования [40] представлены на рис. 4. Максимальные значения КПД гетероструктур GaN/Si сравнивали с [38], GaN/SiC - оценочно в пределе соответствия замене на п-р-переход - с [37] тонкими пленками ё = 0,4 мкм
широкозонного полупроводника и учет масштабирования [39-41] согласуются, в частности, с утверждениями об увеличенном токе короткого замыкания при дополнении структуры широкозонного попупровод-ника инжектированным радионуклидом [42], а также с исследованиями спектрометрии при моделировании на электронном микроскопе [43]. Показано, что оптимальная концентрация легирования близка к 1016 см-3 как для материала донора, так и типа акцептора, что приводит к большей эффективности преобразования бетавольтаического элемента.
3Ni ^ N-GaP-p-SiC
'3Ni ^ P-GaN-n-SiC
19
18
17
16
15 : 15,0
18
a, 17
16
15
15,5
16,0 log Nd, cm-3
'3Ni ^ N-SiC-p-Si
16,5
17,0
V/ К
■ rn vy
- 1 -
f375l
-
■ шЖ/
tf / dp = 0,00004 \-
■ Щ\1
1 1 -r , ...... . M , . Г
16
17
log Nd, cm-
18
19
18,0
17,5
17,0 E
c
1 6,5
16,0
15,5
15,0
|7,5L
T0l
dp = 0,00004 И05 ■ __J
_ 1
25
15
16
17
log Nd, cm-3 N-SiC ^ 14C ^ p-Si
18
19
19
18
17
16
15
15,0
15,5
16,0 log Nd, cm-
16,5
17,0
Рис 4. КПД в полупроводниковых материалах с 63Ni и 14C Fig 4. Efficiency in semiconductor materials based with 63Ni and 14C
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты данной работы, на основе рассмотренной общей модели активированных наногетеропереходов - АНГП на карбиде кремния и кремнии, частных случаев, представлены следующим образом.
• Протестирована точность моделей и показаны их преимущества перед упрощенными моделями при учете суммы плотностей токов на гетеропереходе с учетом облучения инжектором снаружи и внутри.
• Точность предложенных моделей сравнивается с точностью известных моделей [37; 38; 40; 44; 45], и показано, что полученные результаты даже лучше, чем некоторые известные в литературе решения этих моделей.
• Введено и обсуждается понятие АНГП - активированного наногетероперехода.
При анализе электрофизических характеристик, определяющих КПД элемента с активированными на-норазмерными гетеропереходами:
• определены оптимальные соотношения параметров концентраций легирования элемента с АНГП, обеспечивающие максимальной мощности коэффициент полезного действия;
Литература
1. Spencer M.G., Alam T. High power direct energy conversion by nuclear batteries // Applied Physics Reviews. 2019. No. 6. P. 21.
2. Murphy J.W., Voss L.F., Frye C.D. et al. Design considerations for three-dimensional betavoltaics // AIP Advances. 2019. No. 9 (6). Pp. 1-10.
3. Чепурнов В.И., Долгополов М.В., Гурская А.В. и др. Гете-роструктура por-SiC/Si для прикладных целей // Электроника - 2015: тезисы докладов. М., 2015. С. 13.
4. Чепурнов В.И., Раджапов С.А., Долгополов М.В. и др. Задачи определения эффективности для микроструктур SiC*/Si и контактообразования // Comp. Nanotechnol. 2021. № 3. С. 59-68.
5. Ojha G.P., Kang G.W., Kuk Y.-S. et al. Silicon carbide nano-structures as potential carbide material for electrochemical supercapacitors: Review // Nanomaterials. 2023. No. 13 (1). P. 23.
6. Oishi M. Rechargeable solid-state SMD battery for IoT applications. EEPower Technical article. 2019. CeraCharge™ World's first rechargeable solid-state SMD battery. Humanizing the Digital Experience: TDK Developers Conference 2018.
7. Yakimov E.B. Prediction of betavoltaic battery parameters // Energies. 2023. Vol. 16. No. 3740. P. 24.
8. Naseem M.B., Hong Soo Kim, Lee Ju. et al. Betavoltaic nuclear battery: Review of recent progress and challenges as an alternative energy source // Journal of Physical Chemistry C. 2023. No. 127 (16). Pp. 7565-7579.
9. Юдинцев В. Радиационно стойкие интегральные схемы. Надежность в космосе и на земле // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2007. № 5 (79). С. 72-77.
10. Чепурнов В.И., Долгополов М.В., Гурская А.В., Лату-хина Н.В. Способ получения пористого слоя гетеро-структуры карбида кремния на подложке кремния.
• выводы анализа также основаны на анализе проявлений на границе соприкосновения материалов упругих напряжений, которые являются центрами формирования устойчивых наноразмерных гетероконтактных структур - «островков» до нескольких сотен миллионов в одном квадратном сантиметре [19].
В заключении отметим, что микрогенераторы, полупроводниковые преобразователи и датчики с активированными наноразмерными анизотипными гетеперехода-ми с инверсными барьерами, созданными в силу явления самоорганизации на подложке из кремния и введенным инжектором внутри, различной природы, представляют интерес при масштабировании электрофизических характеристик. Полупроводниковый преобразователь энергии с активированными наноразмерными гетеропереходами возможно определить таким образом, что его эффективность будет иметь высокий уровень за счет сосредоточения большого количества активированных наногетеропереходов. В вариантах эксперимента показано, что возможно использовать планарную структуру на подложке кремния для создания датчиков. В перспективе предполагается развить модель повышающего преобразователя в комбинациях с зарядовым насосом с активированными наногетеропереходами.
References
1. Spencer M.G., Alam T. High power direct energy conversion by nuclear batteries. Applied Physics Reviews. 2019. No. 6. P. 21.
2. Murphy J.W., Voss L.F., Frye C.D. et al. Design considerations for three-dimensional betavoltaics. AIP Advances. 2019. No. 9 (6). Pp. 1-10.
3. Chepurnov V.I., Dolgopolov M.V., Gurskaya A.V. et al. Por-SiC/Si heterostructure for applied purposes. In: International Conference "Electronics - 2015": Abstracts of reports. Moscow, 2015. P. 13.
4. Chepurnov V.I., Radzhapov S.A., Dolgopolov M.V. et al. Efficiency determination problems for SiC*/Si microstructures and contact formation. Comp. Nanotechnol. 2021. Vol. 8. No. 3. Pp. 59-68. (In Rus.)
5. Ojha G.P., Kang G.W., Kuk Y.-S. et al. Silicon carbide nano-structures as potential carbide material for electrochemical supercapacitors: Review. Nanomaterials. 2023. No. 13 (1). P. 23.
6. Oishi M. Rechargeable solid-state SMD battery for IoT applications. EEPower Technical article. 2019. CeraCharge™ World's first rechargeable solid-state SMD battery. Humanizing the Digital Experience: TDK Developers Conference 2018.
7. Yakimov E.B. Prediction of betavoltaic battery parameters. Energies. 2023. Vol. 16. No. 3740. P. 24.
8. Naseem M.B., Hong Soo Kim, Lee Ju. et al. Betavoltaic nuclear battery: Review of recent progress and challenges as an alternative energy source. Journal of Physical Chemistry C. 2023. No. 127 (16). Pp. 7565-7579.
9. Yudintsev V. Radiation resistant integrated circuits. Reliability in Space and on Earth. Electronics: Science, Technology, Business. 2007. No. 5(79). pp. 72-77. (In Rus.)
10. Chepurnov V.I., Dolgopolov M.V., Gurskaya A.V., Latukhina N.V. Method for obtaining a porous silicon carbide hetero-
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Патент на изобретение RU 2653398 C2. 08.05.2018. Заявка № 2016129598 от 19.07.2016.
11. Gurskaya A.V., Chepurnov V.I. et al. Theoretical aspects of direct conversion of radio-chemical energy in electric by radiation-stimulated SiC*/Si heterostructure // Journal of Physics: Conference Series. 2022. Vol. 2155. P. 012014.
12. Колайкова О.И., Гурская А.В., Долгополов М.В. и др. Моделирование управляющих уравнений для технологии эндотаксии материала 3C SiC/Si, прогнозирующих его свойства // Материалы Междунар. науч. конф. «Новые материалы и гелиотехнологии». Паркент, 2021. С. 97-99.
13. Анисимов Н.С., Долгополов М.В., Кузнецова А.А. и др. Исследование решений уравнений твердофазной диффузии с бета-источником // Математическое моделирование и краевые задачи: матер. XI Всерос. науч. конф. с междунар. участием. В 2 т. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2019. С. 208-212.
14. Chepurnov V.I., Dolgopolov M.V., Gurskaya A.V. et al. Radiation-doped SiC*/Si heterostructure formation and defects evolution // Journal of Physics: Conference Series. 2022. Vol. 2155. P. 012012.
15. Чепурнов В.И., Пузырная Г.В., Гурская А.В. и др. Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14 // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22. № 3. С. 55-67.
16. Kuznetsov O., Chepurnov V., Gurskaya A. et al. C-beta energy converter efficiency modeling // EPJ Web of Conferences. 2019. No. 222. P. 02012.
17. Kuznetsova A., Dolgopolov M., Gurskaya A. et al. Micro alloying of SiC by radioisotope // EPJ Web of Conferences. 2019. No. 222. P. 02013.
18. Gurskaya A.V., Chepurnov V.I., Puzyrnaya G.V. et al. Silicon Carbide 3C-SiC phase band structures calculation in DFT // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1686. Issue 1. P. 012040.
19. Imamov E.Z., Muminov R.A., Rakhimov R.Kh. Analysis of the efficiency of a solar cell with nano-dimensional hetero transitions // Comp. Nanotechnol. 2021. Vol. 8. No. 4. Pp. 42-50.
20. Долгополов М.В., Елисов М.В., Раджапов С.А., Чипура А.С. Модели масштабирования электрических свойств фото-и бета-преобразователей с наногетеропереходами // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 1. С. 138-146.
21. Gurskaya A.V., Dolgopolov M.V., Elisov M.V. et al. Combined scaling of nanochip generators for betavoltaics // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2023. Vol. 20. No. 5. Pp. 1088-1093.
22. Гурская А.В., Долгополов М.В., Раджапов С.А., Чепурнов В.И. Контакты для SiC-преобразователей в диапазоне нано-микроватт // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2023. № 1. С. 2310103.
23. Матаре Г. Электроника дефектов в полупроводниках / пер. с англ. М.: Мир, 1974. 464 с.
24. Imamov E.Z., Muminov R.A., Rakhimov R.Kh. et al. Modeling of the electrical properties of a solar cell with many nano-hetero junctions // Comp. Nanotechnol. 2022. Vol. 9. No. 4. Pp. 70-77.
25. Muminov R.A., Imamov E.Z., Rakhimov R.Kh., Askarov M.A. Factors of efficient generation of electricity in a solar cell with nanohetero junctions // Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 1. Pp. 119-127.
26. Имамов Э.З., Муминов Р.А., Аскаров М.А. et al. Расчет числа переходов носителей тока, формирующих НГП -наногетеропереход // Междунар. науч. конф. «Тенденции
structure layer on a silicon substrate. Patent for invention RU 2653398 C2, 05/08/2018. Application No. 2016129598 dated 07/19/2016.
11. Gurskaya A.V., Chepurnov V.I. et al. Theoretical aspects of direct conversion of radio-chemical energy in electric by radiation-stimulated SiC*/Si heterostructure. Journal of Physics: Conference Series. 2022. Vol. 2155. P. 012014
12. Kolaikova O.I., Gurskaya A.V., Dolgopolov M.V. et al. Modeling of control equations for the technology of endotaxy of the 3C SiC/Si material, predicting it properties. In: International scientific conference "New materials and solar technologies". Parkent, 2021. Pp. 97-99.
13. Anisimov N.S., Dolgopolov M.V., Kuznetsova A.A. et al. Investigation of solutions of equations of solid-phase diffusion with a beta source. In: Mathematical modeling and boundary value problems. Materials XI All-Russian scientific conference with international participation. In 2 vols. 2019. Pp. 208-212.
14. Chepurnov V.I., Dolgopolov M.V., Gurskaya A.V. et al. Radiation-doped SiC*/Si heterostructure formation and defects evolution. Journal of Physics: Conference Series. 2022. Vol. 2155. P. 012012.
15. Chepurnov V., Puzyrnaya G., Gurskaya A. et al. Experimental investigation of semiconductor structures of the power source based on carbon-14. Physics of Wave Processes and Radio Systems. 2019. No. 22 (3). Pp. 55-67. (In Rus.)
16. Kuznetsov O., Chepurnov V., Gurskaya A. et al. C-beta energy converter efficiency modeling. EPJ Web of Conferences. 2019. No. 222. P. 02012.
17. Kuznetsova A., Dolgopolov M., Gurskaya A. et al. Micro alloying of SiC by radioisotope. EPJ Web of Conferences. 2019. No. 222. P. 02013.
18. Gurskaya A.V., Chepurnov V.I., Puzyrnaya G.V. et al. Silicon Carbide 3C-SiC phase band structures calculation in DFT. Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1686. Issue 1. P. 012040.
19. Imamov E.Z., Muminov R.A., Rakhimov R.Kh. Analysis of the efficiency of a solar cell with nano-dimensional hetero transitions. Comp. Nanotechnol. 2021. Vol. 8. No. 4. Pp. 42-50.
20. Dolgopolov M.V., Elisov M.V., Rajapov S.A., Chipura A.S. Scaling models of electrical properties of photo- and betaconverters with nano-heterojunctions. Computational Nano-technology. 2023. Vol. 10. No. 1. Pp. 138-146. (In Rus.)
21. Gurskaya A.V., Dolgopolov M.V., Elisov M.V. et al. Combined scaling of nanochip generators for betavoltaics. Physics of Particles and Nuclei Letters. 2023. Vol. 20. No. 5. Pp. 1088-1093.
22. Gurskaya A.V., Dolgopolov M.V., Radzhapov S.A., Chepurnov V.I. Contacts for SiC nano-microwatt energy converters. Bulletin of Moscow University. Series: Physics. Astronomic. 2023. No. 1. P. 2310103. (In Rus.)
23. Mataré H. Defect electronics in semiconductors. Transl. from English. Moscow: Mir, 1974. 464 p.
24. Imamov E.Z., Muminov R.A., Rakhimov R.Kh. et al. Modeling of the electrical properties of a solar cell with many nano-hetero junctions. Comp. Nanotechnol. 2022. Vol. 9. No. 4. Pp. 70-77.
25. Muminov R.A., Imamov E.Z., Rakhimov R.Kh., Askarov M.A. Factors of efficient generation of electricity in a solar cell with nanohetero junctions. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 1. Pp. 119-127.
26. Imamov E.Z., Muminov R.A., Askarov M.A. et al. Calculation of the number of transitions of current carriers forming the NGP - nanoheteroperation. International Scientific
развития физики конденсированный сред». Фергана, 2021. С. 57-59.
27. Marvin Tan Xing Haw. Power-scalable betavoltaic battery // UK Patent Journal Publication. 2012. No. GB2484028 (A).
28. Abanin I.E. Comparative analysis of power sources excited by various p isotopes. News of higher educational institutions // Electronics. 2016. Vol. 21. No. 5. Pp. 3-10.
29. Физика полупроводниковый преобразователей / под ред. А.Н. Саурова, С.В. Булярского. М.: РАН, 2018. 280 с.
30. Saurov A.N., Bulyarskiy S.V., Risovaniy V.D. et al. Nanostruc-tured current sources based on carbon nanotubes excited by p radiation // Semiconductors. 2016. No. 50. Pp. 1744-1747.
31. Милнс А.Дж., Фойхт Д.Л. Гетеропереходы и переходы металл - полупроводник / пер. с англ. А.А. Гиппиуса; под ред. В.С. Вавилова. М.: Мир, 1975. 432 с.
32. Долгополов М.В., Елисов М.В., Рахманкулов И.Р. Моделирование полупроводниковых гетероструктур для преобразователей энергии и датчиков // Материалы международной научной конференции «Новые материалы и гелиотехнологии». Паркент, Узбекистан, 15-16 мая 2023 года. Паркент, 2023. С. 86-88.
33. Лебедев Д.М., Шишкина Д.А., Шишкин И.А. и др. Особенности роста пленок 3C-SiC/Si, изготовленные методом HTCVD // Информационные технологии и нанотехноло-гии (ИТНТ-2023): сб. трудов по матер. IX Междунар. конф. и молодежной школы. Самара, 17-23 апреля 2023 г. В 6 т. Т. 1. Самара: Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, 2023. С. 12402.
34. Долгополов М.В., Бобрик А.Л., Волович И.В. и др. Математическая физика: задачи и решения заочной всероссийской студенческой тренинг-олимпиады по математической и теоретической физике (21-24 мая 2010 г.). Т. 4 Специальный выпуск: Современные проблемы математической физики. Самара: Изд-во Самарского университета, 2010. 84 с.
35. Khripunov V.I., Kurbatov D.K., Subbotin M.L. Source terms and carbon-14 production rates in power fusion reactors // Questions of Atomic Science and Technology. Series: Thermonuclear Fusion. 2007. No. 2. Pp. 10-17.
36. Небесный А.Ф., Нам И.В., Раджапов С.А., Пиндюрин Ю.С. USB-анализатор для спектрометрии ядерныгх излучений // Приборы и техника эксперимента. 2021. № 2. С. 157-159.
37. Bouzid F., Pezzimenti F., Dehimi L. Modelling and performance analysis of a GaN-based n/p-junction betavoltaic cell // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2020. No. 969. Pp. 164103.
38. Kavak Yuruk R., Tutunculer H. Theoretical investigation of high-efficiency GaN-Si heterojunction betavoltaic battery // Canadian Journal of Physics. 2019. No. 97. Pp. 1031-1038.
39. Kang T., Kim J., Park S.K. et al. Evaluation of a betavoltaic energy converter supporting scalable modular structure // ETRI Journal. 2019.No. 41 (2). Pp. 254-261.
40. Долгополов М.В., Чипура А.С. Моделирование бетаволь-таического элемента на наногетеропереходах GaN и GaP на подложках Si и 3&SiC/Si // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2023. Т. 29. № 4. С. 133-142.
41. Dolgopolov M.V., Chepurnov V.I., Chipura A.S. et al. Scaling and activation of nanoheterojunctions on silicon and silicon carbide substrates // International Conference "Fundamental and Applied Problems of Modern Physics". Tashkent, 2023. Pp. 88-92.
Conference "Trends in the development of condensed matter physics". Ferghana, Uzbekistan. Pp. 57-59.
27. Marvin Tan Xing Haw. Power-scalable betavoltaic battery. UK Patent Journal Publication. 2012. No. GB2484028 (A).
28. Abanin I.E. Comparative analysis of power sources excited by various p isotopes. News of higher educational institutions. Electronics. 2016. Vol. 21. No. 5. Pp. 3-10.
29. Physics of semiconductor converters. A.N. Saurov, S.V. Bu-lyarsky (eds.). Moscow: RAN, 2018. 280 p.
30. Saurov A.N., Bulyarskiy S.V., Risovaniy V.D. et al. Nano-structured current sources based on carbon nanotubes excited by p radiation. Semiconductors. 2016. No. 50. Pp. 1744-1747.
31. Milnes A.G., Feucht D.L. Heterojunctions and metal-semiconductor junctions. A.A. Gippius (transl. from English). V.S. Vavilov (ed.). Moscow: Mir, 1975. 432 p.
32. Dolgopolov M.V., Elisov M.V., Rakhmankulov I.R. Modeling of semiconductor heterostructures for energy converters and sensors. Proceedings of the International Scientific Conference "New Materials and Solar Technologies". Parkent, Uzbekistan, May 15-16, 2023. Parkent, 2023. Pp. 86-88.
33. Lebedev D.M., Shishkina D.A., Shishkin I.A. et al. Growth features of 3C-SiC/Si films made by HTCVD method. Information technologies and Nanotechnology (ITNT-2023): A collection of papers based on the materials of the IX International Conference and Youth School. Samara, April 17-23, 2023. Vol. 1. Samara: Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev, 2023. P. 12402.
34. DolgopolovM.V., BobrikA.L., Volovich I.V. et al. Mathematical physics: Problems and Solutions of The Students Training Contest Olympiad in Mathematical and Theoretical Physics (May 21-24, 2010). Vol. 4. Spec. issue. "Modern Problems of Mathematical Physics". Samara: Samara University Press, 2010. 84 p.
35. Khripunov V.I., Kurbatov D.K., Subbotin M.L. Source terms and carbon-14 production rates in power fusion reactors. Questions of Atomic Science and Technology. Series: Thermonuclear Fusion. 2007. No. 2. Pp. 10-17.
36. Nebesnyi A.F., Nam I.V., Radzhapov S.A., Pindyurin Y.S. USB analyzer for nuclear radiation spectrometry. Instruments and techniques of the experiment. 2021. No. 2. Pp. 157-159. (In Rus.)
37. Bouzid F., Pezzimenti F., Dehimi L. Modelling and performance analysis of a GaN-based n/p-junction betavoltaic cell. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2020. No. 969. Pp. 164103.
38. Kavak Yuruk R., Tutunculer H. Theoretical investigation of high-efficiency GaN-Si heterojunction betavoltaic battery. Canadian Journal of Physics. 2019. No. 97. Pp. 1031-1038.
39. Kang T., Kim J., Park S.K. et al. Evaluation of a betavoltaic energy converter supporting scalable modular structure. ETRI Journal. 2019.No. 41 (2). Pp. 254-261.
40. Chipura A.S., Dolgopolov M.V. Modeling of nanoheterojunc-tion betavoltaic cell on GaN and GaP with Si and 3C-SiC/Si. Vestnik of Samara University. Natural Science Series. 2023. Vol. 29. No. 4. Pp. 133-142. (In Rus.)
41. Dolgopolov M.V., Chepurnov V.I., Chipura A.S. et al. Scaling and activation of nanoheterojunctions on silicon and silicon carbide substrates. In: International Conference "Fundamental and Applied Problems of Modern Physics". Tashkent, 2023. Pp. 88-92.
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
42. Xiaoyi Li, Jingbin Lu, Zhanguo Chen et al. 14C diamond as energy converting material in betavoltaic battery: A first principles study // AIP Advances. 2023. No. 13 (11). P. 115314.
43. Yingying Zhao, Chen Zhao, Haibin Li et al. New member of micro power sources for extreme environmental explorations: X-ray-voltaic batteries // Applied Energy. 2024. No. 353. P. 122103.
44. Yu Wang, Jingbin Lu, Renzhou Zheng et al. Theoretical study of a high-efficiency GaP-Si heterojunction betavoltaic cell compared with metal-Si Schottky barrier betavoltaic cell // AIP Advances. 2021. No. 11. P. 065110.
45. Елисов М.В. Самоорганизационная динамика концентрации носителей зарядов в полупроводниках при их инжек-ции // Известия вузов. ПНД. 2023. T. 31. № 5. С. 622-627.
42. Xiaoyi Li, Jingbin Lu, Zhanguo Chen et al. 14C diamond as energy converting material in betavoltaic battery: A first principles study. AIP Advances. 2023. No. 13 (11). P. 115314.
43. Yingying Zhao, Chen Zhao, Haibin Li et al. New member of micro power sources for extreme environmental explorations: X-ray-voltaic batteries. Applied Energy. 2024. No. 353. P. 122103.
44. Yu Wang, Jingbin Lu, Renzhou Zheng et al. Theoretical study of a high-efficiency GaP-Si heterojunction betavoltaic cell compared with metal-Si Schottky barrier betavoltaic cell. AIP Advances. 2021. No. 11. P. 065110.
45. Elisov M.V. Self-organization dynamics of charge carrier concentration in semiconductors due to the charge injection. Izves-tiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics. 2023. Vol. 31. Iss. 5. Pp. 622-627. (In Rus.)
Статья проверена программой Антиплагиат
Рецензент: Рахимов Р.Х., доктор технических наук; заведующий лабораторией № 1; Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан
Статья поступила в редакцию 12.10.2023, принята к публикации 20.11.2023 The article was received on 12.10.2023, accepted for publication 20.11.2023
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Долгополов Михаил Вячеславович, кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры высшей математики; Самарский государственный технический университет; г. Самара, Российская Федерация; доцент кафедры общей и теоретической физики; заведующий совместной с Российской академией наук научно-исследовательской лабораторией математической физики НИЛ-319; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева; г. Самара, Российская Федерация. ORCID: 0000-0002-8725-7831; SPIN-код: 21041911; E-mail: [email protected] Елисов Максим Вячеславович, студент; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева; г. Самара, Российская Федерация. ORCID: 0009-0001-3097-2703; E-mail: [email protected]
Раджапов Сали Аширович, доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник; Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан. г. Ташкент, Республика Узбекистан. ORCID: 0000-0002-4615-027X; E-mail: [email protected] Чепурнов Виктор Иванович, кандидат технических наук; доцент кафедры физики твердого тела и неравновесных систем; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева; г. Самара, Российская Федерация. ORCID: 0000-00030461-1880; E-mail: [email protected] Чипура Александр Сергеевич, преподаватель кафедры высшей математики; Самарский государственный технический университет; г. Самара, Российская Федерация. ORCID: 0009-0004-0425-0653; SPIN-код: 89927768; E-mail: [email protected]
ABOUT THE AUTHORS
Mikhail V. Dolgopolov, Cand. Sci. (Phys. and Math.), Associate Professor; associate professor at the Department of Higher Mathematics; Samara State Technical University; Samara, Russian Federation; Head of the joint Research Laboratory of Mathematical Physics NIL-319; Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev; Samara, Russian Federation. ORCID: 0000-0002-8725-7831; SPIN-code: 2104-1911; E-mail: mikhaildolgopolov68@ gmail.com Maksim V. Elisov, student; Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev; Samara, Russian Federation. ORCID: 0009-0001-3097-2703; E-mail: [email protected] Sali A. Radzhapov, Doct. Sci. (Phys. and Math.); chief researcher; Institute of Physics and Technology of the Scientific and Production Association "Physics-Sun" of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan. Tashkent, Republic of Uzbekistan. ORCID: 0000-0002-4615-027X; E-mail: [email protected]
Viktor I. Chepurnov, Cand. Sci. (Eng.); associate professor at the Department of Solid-State Physics and Nonequilibrium Systems; Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev; Samara, Russian Federation. ORCID: 0000-0003-04611880; E-mail: [email protected]
Alexander S. Chipura, lecturer; Samara Technical University; Samara, Russian Federation. ORCID: 0009-0004-04250653; SPIN-code: 8992-7768; E-mail: [email protected]
