Ядерная микробатарея - RU2020107899A

1. Ядерная микробатарея, содержащая:

радиоактивный материал, который испускает фотоны или частицы; и

по меньшей мере один диод, который содержит полупроводниковый материал, размещенный с возможностью приема и поглощения фотонов или частиц и выработки носителей электрического заряда в ответ на эти прием и поглощение, причем упомянутый полупроводниковый материал имеет структуру кристаллической решетки, включающей алюминий, индий и фосфор.

2. Микробатарея по п. 1, отличающаяся тем, что структура кристаллической решетки представляет собой AlInP.

3. Микробатарея по п. 2, отличающаяся тем, что структура решетки имеет состав решетки Al_0,52In_0,48P или Al_0,53In_0,47Р.

4. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, которая содержит электроды для снятия электрического тока, выработанного упомянутым по меньшей мере одним диодом путем выработки носителей электрического заряда.

5. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый по меньшей мере один диод содержит множество диодов, соединенных параллельно или последовательно.

6. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый по меньшей мере один диод содержит множество диодов, причем один или несколько диодов расположены на одной стороне радиоактивного материала и один или несколько диодов расположены на второй, противоположной стороне радиоактивного материала.

7. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой между упомянутым по меньшей мере одним диодом и радиоактивным материалом образован зазор, который заполнен газом под давлением ниже атмосферного.

8. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой между упомянутым по меньшей мере одним диодом и радиоактивным материалом образован зазор, который заполнен инертным газом.

9. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой между упомянутым по меньшей мере одним диодом и радиоактивным материалом образован зазор, который заполнен радиоактивным газом.

10. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый радиоактивный материал и по меньшей мере один диод помещены в общий корпус, который расположен и выполнен с возможностью по существу предотвращать выход из корпуса фотонов или частиц радиоактивного материала; или

которая содержит экранирующий элемент, расположенный и выполненный с возможностью по существу предотвращать прохождение через него фотонов или частиц радиоактивного материала.

11. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере один диод содержит PIN переход или р-n переход, созданный упомянутой структурой кристаллической решетки.

12. Микробатарея по п. 11, в которой толщины i-слоя PIN перехода имеют значения: ≥5 мкм, ≥10 мкм, ≥15 мкм, ≥20 мкм, ≥25 мкм, ≥30 мкм, ≥35 мкм, ≥40 мкм, ≥45 мкм, или ≥50 мкм; и/или

тем, что толщины i-слоя PIN перехода имеют значения: ≤50 мкм; ≤45 мкм; ≤40 мкм; ≤35 мкм; ≤30 мкм; ≤25 мкм; ≤20 мкм; ≤15 мкм; ≤10 мкм; или ≤5 мкм.

13. Микробатарея по п. 11 и 12, в которой толщина р-слоя и/или n-слоя PIN перехода имеет значение: ≤0,5 мкм, ≤0,4 мкм, ≤0,3 мкм, ≤0,2 мкм, или ≤0,1 мкм.

14. Микробатарея по п. 11, 12 или 13, которая содержит электрод на каждой стороне PIN перехода или р-n перехода для подачи напряжения на переход и/или снятия электрического тока, образованного носителями электрического заряда, выработанных в переходе, причем по меньшей мере один из электродов не покрывает часть той стороны перехода, на которой он расположен таким образом, что упомянутые фотоны или частицы могут проходить в переход через упомянутую сторону без прохождения через упомянутый по меньшей мере один электрод.

15. Микробатарея по п. 14, в которой упомянутый по меньшей мере один электрод является кольцевым, перфорированным, с углублением или встречно-штыревым для того, чтобы не закрывать полностью всю указанную сторону и дать возможность указанным фотонам или частицам проходить в переход, не проходя через материал, формирующий электрод.

16. Микробатарея по п. 14 или 15, в которой по меньшей мере один электрод закрывает ≤х % площади той стороны перехода, на которой он расположен, причем значение х выбирается из: 40; 35; 30; 25; 20; 15 и 10.

17. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой поверхность каждого из по меньшей мере одного диода, обращенная в сторону радиоактивного материала имеет по существу форму многоугольника.

18. Микробатарея по п. 17, в которой поверхность многоугольника имеет скругленные углы.

19. Микробатарея по п. 17 или 18, в которой поверхность многоугольника имеет по меньшей мере 5 сторон или по меньшей мере 6 сторон.

20. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой радиоактивный материал расположен в пределах X мм от материала полупроводника диода, причем значение X выбирается из: ≤5; ≤4; ≤3; ≤2; ≤1; ≤0,8; ≤0,7; ≤0,6; ≤0,5; ≤0,4; ≤0,3; ≤0,2; и ≤0,1.

21. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой радиоактивный материал является источником рентгеновского излучения и/или гамма-излучения или источником бета частиц и/или нейтронов.

22. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой радиоактивный материал представляет собой по существу планарную массу, с некоторой массовой толщиной, выбранной из: ≤10 мг/см², ≤9 мг/см², ≤8 мг/см², ≤7 мг/см², ≤6 мг/см², ≤5 мг/см², ≤4 мг/см², ≤3 мг/см², ≤2 мг/см², и ≤1 мг/см².

23. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой радиоактивный материал представляет собой по существу планарную массу с некоторой видимой активностью на единицу площади, выбранной из: ≥1 МБк/мм²; ≥2 МБк/мм²; ≥3 МБк/мм²; ≥4 МБк/мм²; ≥5 МБк/мм²; ≥6 МБк/мм²; ≥7 МБк/мм²; ≥8 МБк/мм²; ≥9 МБк/мм²; ≥10 МБк/мм²; ≥12 МБк/мм²; ≥14 МБк/мм²; ≥16 МБк/мм²; ≥18 МБк/мм²; ≥20 МБк/мм²; ≥25 МБк/мм²; ≥30 МБк/мм²; ≥35 МБк/мм²; и ≥40 МБк/мм².

24. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, которая содержит преобразователь для поглощения или взаимодействия с фотонами или частицами, испускаемыми радиоактивным материалом, и выработки других типов фотонов или частиц в ответ на это поглощение или взаимодействие; причем материал полупроводника выполнен с возможностью приема и поглощения упомянутых других типов фотонов или частиц и выработки носителей электрического заряда в ответ на эти прием и поглощение.

25. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере один диод является не лавинным.

26. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, которая не содержит усилитель тока и не усиливает ток от микробатареи.

27. Микробатарея по любому из предшествующих пунктов, которая содержит внешний корпус, определяющий объем батареи, выбранный из следующих значений: ≤50 см³, ≤40 см³, ≤30 см³, ≤20 см³, ≤10 см³, ≤5 см³, ≤4 см³, ≤3 см³, ≤2 см³, ≤1 см³.

28. Система, содержащая микробатарею по любому из предшествующих пунктов и электронное устройство, подключенное или выполненное с возможностью подключения к микробатарее для получения питания для выполнения одной или нескольких операций.