基于放射性同位素的MEMS微能源关键技术研究

微能源是微系统发展中的关键瓶颈问题，是微系统发展中非常困难又必须克服的问题。放射性同位素衰变时会释放出大量的能量，具有极高的能量密度（比燃料电池大3到4个数量级）和较长的使用寿命( 几年到十几年)，研究基于放射性同位素和MEMS技术的微能源将是一个非常有实际意义的一项工作，它将在心脏起搏器、管道机器人、微型无人飞机、微小卫星系统，小型宇宙探测器，以及一些特殊的微系统应用场合发挥关键的作用。本项目中将围绕以下几个方面开展研究工作：（１）在微尺度下如何根据辐射伏特效应和直接充电机制，设计特殊的PN结结构和微悬臂梁结构将放射衰变能转化为电能，提高能量的吸收率和转换效率；（2）研究微尺度条件下，特殊PN 结和微悬臂梁的结构参数与能量收集效率的关系，建立其数学模型，在分析仿真的基础上优化其结构参数，并研究其微制作工艺；（3）研究微能源中微结构和放射性同位素的集成装配问题，并制作有源MEMS器件。