杨玉青，雷轶松，钟正坤， 向勇军，刘业兵，李 刚，秦传洲，徐 建，罗顺忠

(1.中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621900；2.中国电子科技集团 第四十四研究所，重庆 400060)

辐射伏特效应同位素电池(简称辐伏同位素电池)是同位素电池中重要的一个分支[1-2]，是利用半导体结型器件实现对同位素衰变射线能量转换成电能的装置。由于其全静态工作，直流稳定输出，非常适合对超低功耗IC芯片及超低功耗MEMS传感器进行长期免维护供能。辐伏同位素电池的基础研究始于上世纪50年代。自上世纪90年代以来，在低功耗、超低功耗芯片及传感器技术迅速发展的大背景下，世界各国均积极开展辐伏同位素电池的研究和研制。氚是辐伏同位素电池研制中最常用的同位素，一方面由于氚来源方便，国际国内都可大量生产供应，另一方面源于氚的射线能量低，平均电子能量6.7 keV、最大电子能量18.3 keV，特征韧致辐射X射线能量2 keV～5 keV，最大韧致辐射X射线能量18.3 keV，低于绝大部分半导体材料的位移损伤阈值。这使得半导体换能器件的辐射损伤可以控制，电池整体的表面辐射剂量也容易控制。单晶硅器件的材料生长工艺及器件制备工艺非常成熟，而且硅也是绝大部分低功耗集成电路和低功耗MEMS系统的原料，基于单晶硅器件制作辐伏同位素电池也易于实现与集成电路和MEMS系统集成。

在应用低能同位素氚、Ni-63等的辐伏同位素电池研究中，人们首先关注的是射线能量在半导体换能器件结构中的能量沉积的优化[3-5]，但辐伏电池的输出稳定性是之后更须关注的研究内容。……