基于纳米管阵列的肖特基结及其制备方法和β核电池与流程

技术特征：
1.基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、制备tio2纳米管阵列：将钛片进行预处理，然后依次经过第一次阳极氧化、第二次阳极氧化和退火处理，获得tio2纳米管阵列；阳极氧化以钛片作为阳极，铂片作为阴极，采用的电解液包括氟化铵、乙二醇和水；s2、采用ald法在步骤s1制备tio2纳米管阵列表面沉积β辐射源层。2.根据权利要求1所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，步骤s1中，预处理为对钛片进行去除氧化层处理，处理的手段包括机械抛光和清洗。3.根据权利要求2所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，机械抛光为先采用砂纸打磨，再采用金刚石磨砂膏，配合羊毛轮和丝绒布进行更精细的打磨。4.根据权利要求1所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，步骤s1中，第一次阳极氧化的具体过程如下：按5v、10v、15v、20v、25v、30v、35v、40v、45v、50v、55v和60v，每个升压阶段保持20秒进行阶段升压，最终升压到60v，保持50min。5.根据权利要求1所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，步骤s1中，第二次阳极氧化的具体过程如下：按5v、10v、15v、20v、25v、30v、35v、40v、45v、50v、55v和60v，每个升压阶段保持20秒进行阶段升压，最终升压到60v，保持25min。6.根据权利要求1所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，步骤s1中，退火过程为：将样品在ar气氛中进行退火处理，ar流量为150ml/min，升温速率为5℃/min，升温到450℃，保持3h，设置降温速率为5℃/min。7.根据权利要求1所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，步骤s3中，先将辐射源前驱体蒸汽以脉冲的形式吹入腔室，使辐射源前驱体蒸汽吸附在纳米管内壁和外表面，再吹扫气吹走多余的前驱体，然后通入还原性气体，还原吸附在纳米管内壁和外表面的辐射源前驱体，完成一次循环，通过控制循环次数控制辐射源层的厚度。8.根据权利要求7所述的基于纳米管阵列的肖特基结的制备方法，其特征在于，完成所有循环后，腔室在n2气氛中冷却至室温，然后取出样品，使样品在5％的h2和95％的ar中400℃退火30min。9.采用权利要求1-8任一项所述制备方法制备的肖特基结，其特征在于，所述肖特基结包括tio2纳米管阵列，所述tio2纳米管阵列的表面沉积有β辐射源层。10.一种三维肖特基结β核电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的肖特基结，还包括分别从tio2纳米管阵列端和β辐射源层端引出的两个电极。

技术总结
本发明公开了基于纳米管阵列的肖特基结及其制备方法和β核电池，肖特基结的制备方法包括以下步骤：S1、制备TiO2纳米管阵列：将钛片进行预处理，然后依次经过第一次阳极氧化、第二次阳极氧化和退火处理，获得TiO2纳米管阵列；阳极氧化以钛片作为阳极，铂片作为阴极，采用的电解液包括氟化铵、乙二醇和水；S2、采用ALD法在步骤S1制备TiO2纳米管阵列表面沉积β辐射源层。本发明解决了现有肖特基结的辐射源利用率较低，且制备成的β电池能量转换效率较低的问题。低的问题。低的问题。


技术研发人员：周春林 邓志勇 吴巍伟 张劲松 冯焕然 苏晨 徐盼 杨毓枢 陈桎远 王磊
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/15