چکیده: بیماری‌های قلبی به عنوان یکی از اصلی‌ترین دلایل مرگ و میر در سطح جهان شناخته می‌شوند و مدیریت ریتم قلب در بیماران مبتلا اهمیت حیاتی دارد. نوسان‌سازهای قلبی (Pacemaker) ابزارهای پزشکی کلیدی هستند که ضربان منظم قلب را تنظیم و حفظ می‌کنند. کارکرد صحیح این دستگاه‌ها مستلزم تأمین انرژی پایدار و مداوم است، بنابراین باتری‌های آن‌ها باید دارای طول عمر طولانی و چگالی انرژی بالا باشند تا نیاز به تعویض مکرر کاهش یافته و ایمنی بیماران تضمین گردد. مبدل‌های هسته‌ای بتاولتائیک با توانایی ارائه انرژی پایدار در دوره‌های طولانی، گزینه‌ای مناسب برای تأمین انرژی این نوسان‌سازها به شمار می‌آیند. در این تحقیق، از چشمه رادیواکتیو نیکل-63 با نیمه‌عمر حدود 100 سال و انرژی انتشار β پایین استفاده شد، که به دلیل پایداری و ایمنی، امکان تأمین انرژی بلندمدت باتری را فراهم می‌کند. نیمه‌رساناهای به‌کار رفته شامل کاربید سیلیکون (SiC) و تیتانیوم دی‌اکسید (TiO₂) بودند؛ SiC به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و تابش و TiO₂ به سبب پهنای بند گپ مناسب و ویژگی‌های اپتیکی مطلوب انتخاب شدند. این نیمه‌رساناها نقش کلیدی در تبدیل انرژی تابشی چشمه به انرژی الکتریکی دارند. برای تعیین ضخامت بهینه لایه‌ها، شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از کد MCNPX انجام شد. در 36 برنامه شبیه‌سازی، ضخامت لایه‌های SiC و TiO₂ به ترتیب افزایش یافت تا ضخامت ایده‌آل که بیشترین انرژی را در باتری ذخیره می‌کند، شناسایی شود. همچنین انرژی ذخیره شده و درصد خطای آن نیز در هر لایه محاسبه و با استفاده از آن مقادیر ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، فاکتور پرشدگی و بازدهی باتری‌ها و میزان خطای هر یک از این‌ها به طور دقیق ارزیابی شد. با توجه به ارزیابی عملکرد باتری بتاولتائیک شبیه سازی شده با کاربید سیلیکون که نسبت به باتری شبیه‌سازی شده با تیتانیوم دی اکسید دارای ولتاژ مدار باز و بازدهی بیشتری بود و با توجه تحقیقات پیشین روی SiC، تولید نمونه‌ها با این ماده ادامه یافت و TiO₂ تنها در شبیه‌سازی‌ها برای مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا روش دکتر بلید برای لایه‌نشانی انتخاب شد که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و امکان رسیدن به ضخامت مورد نظر ساده‌تر بود، اما در تمامی پنج نمونه ساخته شده ترک‌های ریزی مشاهده شد. بنابراین روش اسپاترینگ در گام بعدی به کار گرفته شد و نیمه رسانای کاربید سیلیکون با این روش روی زیر لایه های مد نظر لایه نشانی و نمونه‌های نهایی با کیفیت مناسب تولید گردیدند. نمونه‌ها تحت آزمایش FESEM قرار گرفتند تا ضخامت دقیق لایه‌ها و مورفولوژی سطح بررسی شود و کیفیت پوشش‌دهی لایه‌ها ارزیابی گردد. همچنین با انجام آزمایش اثر هال، نوع رسانایی (N-type) کاربید سیلیکون و ویژگی‌های الکتریکی آن مشخص شدند. برای لایه نشانی الکترود بالایی از اسپاترینگ طلا استفاده گردید و پس از آماده‌سازی، نمونه‌ها تحت آزمایش‌های UV-VISوI-V قرار گرفتند و ویژگی‌های اپتیکی و الکتریکی آن‌ها نیز بررسی شدند. نتایج حاصل اطلاعات جامعی از عملکرد باتری‌های بتاولتائیک ارائه می‌دهند و می‌توانند راهنمای طراحی بهینه نوسان‌سازهای قلبی با کارایی و طول عمر بالا باشند. در مرحله تست با چشمه از چشمه جایگزین استرانسیوم -90 استفاده شد و بخش شبیه سازی با این چشمه مجدد انجام شد و نتایج حاصل از این بخش با نتایج حاصل از قطعه ساخته شده با یکدیگر نیز مقایسه شدند.