چکیده: امروزه فناوری MEMS(میکروالکترومکانیک سیستم) در زندگی روزمره انسان نقش مهمی را ایفا می کند. یکی از موارد اصلی در طراحی ادوات MEMS، استفاده از یک باتری با ابعاد کوچک و طول عمر بالا است. در مقایسه با سیستم های خورشیدی و نیروگاهی فسیلی، استفاده منبع انرژی بر پایه انرژی هسته ای دارای مزایای بسیاری از جمله سازگاری بهتر با محیط زیست، عمر طولانی تر، چگالی انرژی بالاتر و قابلیت طراحی در اندازه کوچک است. از این رو باتری های هسته ای با طول عمر بالای 10 سال بهترین گزینه برای استفاده در ادوات MEMS هستند. در این تحقیق رادیوایزوتوپ Sr90 با نیمه عمر 6/28 سال به عنوان چشمه ی رادیواکتیو در نظر گرفته شد. ابتدا، چشمه استوانه ای Sr90 با زیرلایه طلا و پوشش سطح جانبی آنتیموان طراحی شد. سپس شعاع و ارتفاع بهینه ی چشمه مورد بررسی قرار گرفت. سپس این چشمه بهینه شده به عنوان منبع باتری هسته ای شارژ مستقیم در نظر گرفته شد. بعد از آن اثر موقعیت های مختلف قرارگیری کلکتور، پوشش سطح جانبی و زیرلایه نسبت به یکدیگر بر روی بازده کلکتور باتری هسته ای شارژ مستقیم مورد مطالعه، بررسی شدند. در مرحله ی بعد نیز تأثیر جنس کلکتور بر روی بازده کلکتور مورد بررسی قرار گرفت. سرانجام مشخص شد که بهترین پارامترها برای این باتری هسته ای شارژ مستقیم استفاده از Be به عنوان کلکتور، فاصله بین چشمه و کلکتور µm 25 و ضخامت کلکتور µm 1400 است. تحت این پارامترها، جریان اتصال کوتاه آن nA 08997/0 است. چنانچه در این باتری هسته ای شارژ مستقیم در فاصله ی بین چشمه و کلکتور به جای خلاء ماده نیمرسانا قرار بگیرد، این باتری به یک باتری بتاولتائیک تبدیل می شود. بنابراین در ابتدا باتری هسته ای شارژ مستقیم بهینه شد. سپس در حجم ثابت، در فاصله ی بین چشمه و کلکتور ماده نیمرسانا در نظر گرفته شد. در مرحله بعد پارامترهای باتری مربوط به حالتی که ماده نیمرسانا بین چشمه و کلکتور قرار دارد (بتاولتائیک) محاسبه شد و با حالتی که بین چشمه و کلکتور خلاء است (شارژ مستقیم) مقایسه شد. در ادامه مشخص شد که جریان اتصال کوتاه باتری هسته ای بتاولتائیک nA 3920 است. این در حالی که در باتری هسته ای شارژ مستقیم مقدار جریان اتصال کوتاه برابر nA 08997/0 است. حجم باتری هسته ای بتاولتائیک با حجم باتری هسته ای شارژ مستقیم یکسان است اما جریان اتصال کوتاه آن 44000 مرتبه بزرگتر از جریان اتصال کوتاه باتری هسته ای شارژ مستقیم است. می توان دریافت که با ثابت بودن مواردی از قبیل حجم، اکتیویته چشمه و ابعاد چشمه، استفاده از نیمرسانا در فاصله ی بین چشمه و کلکتور، مقدار جریان اتصال کوتاه را افزایش می دهد. همچنین مشخص شد در یک باتری هسته ای شارژ مستقیم که بین چشمه و کلکتور خلاء قرار دارد مواردی از قبیل: تغییر شعاع و ارتفاع کلکتور، تغییر فاصله کلکتور از چشمه، تغییر ارتفاع پوشش سطح جانبی چشمه، تغییر ارتفاع زیرلایه، تغییر فاصله سطح بالایی کلکتور از چشمه، تغییر فاصله سطح جانبی کلکتور از چشمه و تغییر فاصله سطح پایینی کلکتور از چشمه موجب تغییر قابل ملاحظه ای در جریان اتصال کوتاه و بازده کلکتور نمی-شود. لذا در این شرایط آنچه که بر بازده کلکتور اثر می گذارد تغییر در جنس کلکتور و ضخامت آن است.