Градиентный концентратор

Градиентный концентратор

Реферат

 

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно преобразователям. Градиентный концентратор состоит из проводящих электродов, размещенных на общей подложке. Эти электроды выполнены в виде квазиплоской пары острие - антиострие и разнесены на расстояние, обеспечивающее туннелирование электронов и соизмеримое с радиусом кривизны острия. При этом возможно выполнение двумерной матрицы, состоящей из градиентных концентраторов. В результате получена возможность эффективного выпрямления тока в тяжелых температурных условиях, при малых напряжениях, со снижением приложенного напряжения до ничтожно малых значений. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно преобразователям.

Известны электровакуумные преобразователи, например диод [1].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании этого известного устройства, относится то, что оно нуждается в подогреваемом катоде.

Наиболее близким устройством к заявляемому объекту по совокупности признаков является безнакальный магнетрон с автоэлектронным возбуждением [2], принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании этого известного устройства, относится то, что оно работоспособно лишь при достаточно высоком анодном напряжении.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задачей, которую предназначено решить заявляемое устройство, является возможность эффективного выпрямления тока в тяжелых температурных условиях, практически безинерционно, при малых напряжениях, а с учетом флуктуаций в проводящем материале, снижении приложенного напряжения до исчезающе малых значений.

Этот технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в градиентном концентраторе, состоящем из проводящих электродов на общей подложке, указанные электроды выполнены в виде квазиплоской пары острие - антиострие и разнесены на расстояние, обеспечивающее туннелирование электронов и соизмеримое с радиусом кривизны острия.

Дополнительной задачей, решаемой изобретением, является упрощение технологии изготовления электродных пар и расширение компоновочных возможностей.

Это достигается тем, что указанные пары электродов включены в двумерную матрицу.

Причинно-следственную связь между совокупностью вышеперечисленных признаков и упомянутым техническим результатом обосновывает конформная инвариантность в теории поля, из которой следует концентрация напряженности электрического поля (теоретически до бесконечности) у вершины проводящего острия и спад (теоретически до нуля) в вершине внутреннего угла антиострия. Следовательно, конструкция в виде пары острие - антиострие создает условия способствующие выходу электронов с электрода - острия и их входу во второй электрод - антиострие. Таким образом обеспечивается характерная для диодов униполярная проводимость, что и является доказательством существенности признаков формулы изобретения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение технического результата, в частности, в заявленном изобретении не предусматриваются следующие преобразования: - дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; - замена какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата; - увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного известными свойствами материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.

На фиг.1 изображены квазиплоские электроды градиентного концентратора, а на фиг.2 - фрагмент плоской матрицы.

Электрод - острие I - и электрод - антиострие 2 - размещены на общей подложке 3 и образуют двухполюсник, включаемый во внешнюю цепь (не показана).

Возможный вариант осуществления двумерной решетки, образованной параллельно - последовательно соединенными парами электродов показан на фиг.2. Окружностью выделена элементарная ячейка (пара) острие I - антиострие 2.

Поскольку в проводящих электродах возникают электрические флуктуации (тепловой шум), ток флуктуационной эмиссии с острия, в соответствии с формулой Найквиста, пропорционален абсолютной температуре. Это совместно с униполярной проводимостью и исчезающе малым напряжением отсечки позволяет использовать градиентный концентратор в качестве датчика температуры и термогенератора.

Чрезвычайно малое время туннелирования электрона <10 ^{с и несимметричность пары острие - антиострие позволяет использовать градиентный концентратор в качестве поляризованного фотоприемника и солнечной батареи.}

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

1. В статическом состоянии заявляемый градиентный концентратор представляет собой устройство, изготавливаемое по известной нанотехнологии, позволяющей размещать на соответствующей подложке даже одиночные атомы. Этим и объясняется употребление в п.1 формулы изобретения слова "квазиплоский" - толщина электродов не может быть меньше диаметра атома, что соизмеримо с поперечными размерами вершины острия, которую, в пределе, венчает один атом.

2. Действие элементов заявляемого градиентного концентратора аналогично действию подобных элементов в изделиях плоскостной электроники. Особенность состоит в форме электродов и туннельно прозрачном зазоре между острием и антиострием.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в электротехнике; - для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Источники информации 1. Справочник радиолюбителя. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961, с.112.

2. Копылов М. Безнакальные магнетроны с автоэлектронным возбуждением. - Электроника, 5-6/96, c. 28-29.

Формула изобретения

1. Градиентный концентратор, состоящий из проводящих электродов, размещенных на общей подложке, отличающийся тем, что указанные электроды выполнены в виде квазиплоской пары острие - антиострие и разнесены на расстояние, обеспечивающее туннелирование электронов и соизмеримое с радиусом кривизны острия.

2. Двумерная матрица, состоящая из градиентных концентраторов, выполненных в соответствии с п.1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2