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J-GLOBAL ID：202002290807728978   整理番号：20A1436699

ナノワイヤベータ電圧発生器の設計と最適化【JST・京大機械翻訳】

Design and optimization of nanowire betavoltaic generators

著者 (3件)： Wagner D. L. (Department of Engineering Physics, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S4L7, Canada) ,  Novog D. R. (Department of Engineering Physics, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S4L7, Canada) ,  LaPierre R. R. (Department of Engineering Physics, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S4L7, Canada)
資料名： Journal of Applied Physics  (Journal of Applied Physics)
巻： 127  号： 24  ページ： 244303-244303-9  発行年： 2020年 
JST資料番号： C0266A  ISSN： 0021-8979  CODEN： JAPIAU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ナノワイヤベースのベータボルタク発電機の性能をシミュレートし,最適化するために用いたモデルを開発した。各ケースのエネルギー捕獲効率を計算することにより,ニッケル-63およびトリチウム源の両方に対して,シリコン,ガリウム化ガリウムおよびリン化ガリウムからなるデバイスに対して,最適なナノワイヤアレイ形状を確立した。ニッケル-63,クエン酸ニッケル,トリチウム,およびトリチウム化ブチルの放射性同位体源を利用するデバイスに対して,ナノワイヤデバイスの捕獲パワーは,平面ベータボルタク発生器と比較して,それぞれ,約7,3,5,および9の最大改善係数を持つ,劇的に大きいことを示した。さらに,ナノワイヤデバイスは自己遮蔽効果に悩まらず,従来の平面ベータボルタクスにおける大きな限界である。モンテカルロシミュレーションと半導体電荷輸送モデルから計算した電子-正孔対発生速度の空間分布を結合することによって,ダイオード設計を最大電力出力のために最適化した。三重水素源を利用するトップ性能デバイスは,シリコン,ガリウム化ガリウム,およびリン化ガリウムに対して,それぞれ,約4,6,および2μWcm-2の出力を示した。全体のデバイス効率は4%から10%の範囲であり,文献に報告されているいくつかのベータボルタックデバイスを凌駕した。また,従来のベータボルタック設計とは対照的に,より高いバンドギャップを持つ半導体は,表面再結合速度のような付加的材料パラメータにより,必ずしも最良のデバイス性能をもたらさないことが分かった。ナノワイヤベースのベータボルタク発生器の潜在的改良を,追加調査のために示唆した。Copyright 2020 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  ダイオード ,  半導体 ,  ケイ素 ,  リン化ガリウム ,  三重水素 ,  *電圧発生 ,  捕獲 ,  三重水素化 ,  電子正孔対 ,  自己遮蔽 ,  バンドギャップ ,  *ナノワイヤ
準シソーラス用語： 電荷輸送 ,  モンテカルロシミュレーション , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 半導体-金属接触  (BM03084G) ,  半導体薄膜  (BK14040E)

タイトルに関連する用語 (3件)： 電圧発生 ,  設計 ,  最適化