Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Карта сайта

Регистрация

Телефонный справочник

Поддержать МФТИ

МФТИ является одним из ведущих технических вузов России. Институт по праву занимает лидирующее место по качественному приему абитуриентов и квалифицированной подготовке выпускников. Студенты и выпускники МФТИ являются представителями узкого круга лиц, которые, благодаря окружающим их возможностям междисциплинарного научного образования, могут в полной мере реализовать свой потенциал.

Уникальная «Система обучения Физтеха» является одним из лучших подходов к образованию, что доказывает ее существование почти в неизменном виде уже более 60 лет. Получение фундаментального образования в области математики и физики, предварительное знакомство с избранной специализацией наряду с приобретением навыков самостоятельной работы уже на 4м курсе обеспечивают каждого студента объемом знаний и опыта полноценного ученого. Таким образом, к окончанию обучения студенты уже имеют значительные достижения в избранном ими направлении деятельности.

Исследования в МФТИ охватывают широкий круг областей теоретической и экспериментальной физики, энергетики и биомедицины, химии и прикладной математики. Поддержка ряда государственных и частных научных и инвестиционных фондов позволяет нашим ученым каждый день вести разработки на переднем крае науки, чтобы сделать мир более совершенным, удобным и безопасным.

ЦКП МФТИ

Печать DOC PDF

Разработка нового поколения высокоэффективных преобразователей бета-излучения в электрическую энергию на основе радиационно-стойких полупроводниковых структур

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.578.21.0103

Период выполнения: 19.08.2015 - 31.12.2016

Радиационно-стимулированные источники питания в сравнении с химическими элементами питания (как отечественными, так и импортными) обладают минимум на 2 порядка большей плотностью энергии. Срок службы таких источников зависит от скорости распада радиоизотопа и может достигать 100 лет. В качестве радиоактивного элемента-источника энергии может выступать любой радиоизотоп с длительным временем жизни, распадающийся по бета-минус каналу.

Новое поколение батарей питания позволит создать стратегический задел в области специальных источников питания, нацеленный на:

• обеспечение безопасности на атомных станциях за счет создания энергонезависимых систем контроля;

• обеспечение автономным питанием специальной техники;

• освоение космоса за счет создания автономных необслуживаемых спутников и зондов;

• развитие медицины за счет создания нового поколения необслуживаемых имплантов;

• освоение труднодоступных регионов, в частности, крайнего Севера, за счет создания автономных геолого-разведывательных зондов, энергонезависимых сенсоров, буев и т.д.

Цель проекта

Разработка технологии создания преобразователей энергии ионизирующего бета-излучения в электрическую энергию прямого действия на основе радиационно-стойких широкозонных полупроводниковых структур для использования в составе автономных радиационно-стимулированных бета-вольтаических элементов питания различного назначения, обеспечивающей увеличение КПД преобразование не менее чем на 50% по сравнению с существующими аналогами.

Настоящий проект является составной частью комплексного проекта по теме: "Создание высокоэффективных бета-вольтаических элементов питания с длительным сроком службы на основе радиационно-стойких структур"

Основные результаты проекта

1. На основе патентных исследований и аналитического обзора литературы выполнена сравнительная оценка возможных направлений исследований и осуществлен выбор и обоснование оптимального варианта решения задачи по созданию полупроводникового преобразователя энергии ионизирующего бета-излучения в электрическую энергию для использования в составе автономных радиационно-стимулированных элементов питания.

2. Разработана математическая модель функционирования полупроводникового преобразователя энергии ионизирующего бета-излучения в электрическую энергию прямого действия.

3. Проведены расчеты оптимальной схемы коммутации преобразователя в элементе питания в зависимости от технологических параметров преобразователя.

4. Разработан метод формирования тонких слоев широкозонных полупроводниковых материалов, в том числе сверхтвердых, с использованием метода ионной имплантации.

5. Осуществлен выбор конструкции и разработана КД для изготовления экспериментальных образцов преобразователей.

6. Разработана техническая (КД и ТД) документация для изготовления экспериментальных образцов пластин-заготовок.

7. Изготовлены экспериментальные образцы пластин-заготовок в соответствии с разработанной документацией.

8. Разработан технологический процесс изготовления преобразователей энергии ионизирующего бета-излучения в электрическую энергию прямого действия на основе радиационно-стойких полупроводниковых структур.

9. Подготовлен комплект технологической документации на разработанный технологический процесс изготовления преобразователей энергии ионизирующего бета-излучения в электрическую энергию прямого действия на основе радиационно-стойких полупроводниковых структур.

10. Изготовлены экспериментальные образцы преобразователей энергии бета-излучения.

11. Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов преобразователей.

12. Разработана конструкция и осуществлено изготовление держателя для закрепления экспериментальных образцов преобразователей для обеспечения экспериментальных исследований стабильности их характеристик во времени с использованием средств моделирования воздействия бета-излучения. В настоящее время в мире имеются полупроводниковые преобразователи, основанные на p-n переходе в кристаллах кремния, однако срок их службы ограничен из-за быстрого накопления радиационных дефектов в кремнии под действием высокоэнергетических продуктов радиоактивного распада, которое значительно снижает КПД преобразования. Для решения этой проблемы в качестве рабочей среды преобразователя предлагается использовать синтетические монокристаллы алмаза, обладающие высокой радиационной стойкостью. Кроме того за счет большой ширины запрещенной зоны алмаза (~5.5 эВ) возрастает выходное напряжение и увеличивается КПД преобразователя бета-излучения, что связано с уменьшением относительных затрат энергии на рождение электрон-дырочных пар. Данное обстоятельство позволяет ожидать получение полупроводниковых преобразователей с увеличенным не менее чем на 50% КПД преобразования по сравнению с аналогами на кремнии