[发明专利]金刚石肖特基同位素电池及其制备方法

权利要求书

1.金刚石肖特基同位素电池，其特征在于该金刚石肖特基同位素电池包括放射源(1)、电池肖特基电极(2)、本征金刚石层(3)、P型金刚石层(4)和电池欧姆电极(5)，该金刚石肖特基同位素电池从上至下依次由放射源(1)、电池肖特基电极(2)、本征金刚石层(3)和P型金刚石层(4)形成叠层结构，在叠层结构的侧面设置有电池欧姆电极(5)。

2.根据权利要求1所述的金刚石肖特基同位素电池，其特征在于所述的放射源(1)为²⁴¹Am。

3.根据权利要求1所述的金刚石肖特基同位素电池，其特征在于所述的电池肖特基电极(2)为金、铂或铝。

4.金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于该方法按下列步骤实现：

一、在P型金刚石基底层上，利用微波等离子体化学气相沉积法外延生长本征金刚石层，得到生长有本征金刚石层的金刚石基底；

二、将步骤一得到的生长有本征金刚石层的金刚石基底置于浓H₂SO₄和浓HNO₃的混合溶液中，加热至煮沸处理0.5～1小时，然后依次置于丙酮、去离子水和无水乙醇中进行超声清洗，得到清洗后的生长有本征金刚石层的金刚石基底；

三、将清洗后的生长有本征金刚石层的金刚石基底放置到磁控溅射装置中，在本征金刚石层表面溅射肖特基电极，得到换能单元；

四、在换能单元的侧面涂覆导电银胶，在75～85℃温度下加热固化，得到涂有导电银胶的换能单元；

五、在换能单元的肖特基电极上加载电镀放射源，得到金刚石肖特基同位素电池。

5.根据权利要求4所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于步骤一中利用微波等离子体化学气相沉积法外延生长本征金刚石层的沉积过程是在工作温度为750～900℃，工作气压为190～230mBar条件下，控制甲烷与氢气流量比为4～2：96～98，以微波功率为2400～3500W进行本征金刚石层生长。

6.根据权利要求5所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于生长完本征金刚石层后，打开微波等离子体化学气相沉积的氧气阀门，设定氧气流量为10～20sccm，气压为10～20mBar，处理5～10分钟。

7.根据权利要求4所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于步骤一所述的本征金刚石层的厚度为10～15μm。

8.根据权利要求4所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于步骤二所述的浓H₂SO₄和浓HNO₃的混合溶液是质量浓度为98％的H₂SO₄和质量浓度为65％～68％的HNO₃按体积比为1：1混合。

9.根据权利要求4所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于步骤三在本征金刚石层表面溅射Au肖特基电极，控制溅射束流为28～32mA。

10.根据权利要求4所述的金刚石肖特基同位素电池的制备方法，其特征在于步骤三所述的肖特基电极的厚度为10～15nm。