Элементарный элемент

Использование: для обеспечения возможности перемещения частиц. Сущность изобретения заключается в том, что элементарный элемент для обеспечения возможности переноса частиц содержит от источника испускания рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, его возбужденные состояния или электромагнитные поля (далее называемые рабочими средами) или участка перемещения рабочей среды в элементарном элементе до источника поглощения рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, или от источника поглощения рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, или участка перемещения рабочей среды до части с источником испускания рабочей среды, ансамбль, поддерживаемый между концом с источником испускания рабочей среды или концом с источником поглощения рабочей среды и внешней стенкой, посредством которой обеспечена защита пучков рабочей среды от воздействия внешней среды или внутри или снаружи которой имеется ноль или более участков управления, модификационных участков, областей реакции, причём эти конструкции поддерживаются с использованием имеющихся структурных элементов, рабочие среды, находящиеся в псевдоодномерном перемещении благодаря тому, что проводящие покрытия поверхностей источника испускания рабочей среды, или части с источником поглощения, или участки перемещения рабочей среды контактируют с областями реакции, и благодаря тому, что приводы, управляющие точной регулировкой регулировочных пластин, которые выполнены с возможностью механически управлять реакционноспособными соединениями и продуктами реакции, существующими в областях реакции вблизи поверхностей источника испускания рабочей среды, или источника поглощения, или участков перемещения, взаимодействуют через области реакций или участки перемещения с рабочими средами из других элементов, включая другие элементарные элементы и другие части, причём элементарный элемент характеризуется тем, что имеет на внешней стенке или в ней поддерживающие или соединительные элементы. 8 н.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

[001] Настоящее изобретение относится к элементарному элементу, содержащему источник испускания и источник поглощения частиц, включая электромагнитные волны, электроны, электронные дырки, атомы, молекулы и т.п., причем элементарный элемент содержит модификационные участки для обеспечения возможность перемещения частиц элементарных элементов назад и вперед между другими источниками испускания и другими источниками поглощения других элементарных элементов, для обеспечения возможности взаимодействия, химической реакции и т.п. для двух или большего количества этих частиц этого элементарного элемента и других элементарных элементов, включая обычные элементы, и обеспечивающие возможность наличия зависящей от времени механической/электромагнитной силы на модификационных участках, которые обращены к источникам испускания или к источникам поглощения других элементарных элементов и/или имеют место в пространстве, которое построено из источников испускания или источников поглощения другого одного или большего количества элементарных элементов, управляет испусканием/поглощением низкоэнергетических частиц, менее восприимчивых к влиянию на отношение сигнал/шум разновидностей атомов/молекул составляющего материала для участков перемещения частицы между источником испускания и источником поглощения, их стереоструктуре или решетке, их разупорядоченности или теплоты устройства и к устройству, выполненному из множества элементарных элементов, и кроме того, к устройству, модулю и системе, выполненных из элементов, включая указанные элементарные элементы и другие элементы.

Уровень техники

[002] Электромагнитные волны или пучки частиц (в дальнейшем, при отсутствии указания на определенный вид частиц, они кратко упомянуты как «частицы») используют для анализа физической и химической структуры образца посредством облучения этими пучками, для выполнения физического или химического процесса посредством экспонирования и/или облучения материала или в качестве источника энергии.

[003] Для анализа структуры материалов электронный луч используют в сканирующем электронном микроскопе, просвечивающем электронном микроскопе, при электронно-лучевой литографии, в качестве электронной пушки с термоионной эмиссией, в качестве электронной пушки с автоэлектронной эмиссией и т.п. В электронной пушке с автоэлектронной эмиссией область электронной испускания может быть уменьшена при нагреве сферы наконечника катода радиусом 0,4 мкм до температуры 1800 К, и кроме того, электрическое поле, приложенное к области электронного испускания, составляет ~ 10⁸ В/м, и яркость электронного пучка на три порядка величины больше по сравнению с электронной пушкой с термоэлектронной эмиссией. Кроме того, катод электронной пушки при автоэлектронной эмиссии (по Шоттки), также как и первый и второй аноды при термоионной эмиссии с барьером Шоттки, должны быть нагреты. При использовании структуры электронной пушки типа Пирса, содержащей самофокусируемый характерный электронный поток от катода вогнутой формы, поток тепловых электронов от катода вогнутой формы сфокусирован в виде ламинарного потока. Тепловые электроны, испускаемые нагретым катодом электронной пушки типа Пирса, при приложении ускоряющего напряжения между катодом вогнутой формы и анодом, вытягиваются из отверстия анода, но как и в случае электронной пушки с термоионным катодом, катод вогнутой формы должен быть нагрет (Непатентная литература 1, Непатентная литература 2).

[004] Согласно Непатентной литературе 3, в электронной пушке с автоэлектронной эмиссией (по Шоттки) при использовании одностенных или многостенных углеродных нанотрубок расстояние от анодного терминала до поверхности катода, которая представляет собой наконечник одностенной углеродной нанотрубки высотой 1,6 мкм от катодного терминала и с радиусом 7,5 нм, составляет 2,13 мкм, а приложение напряжения ~ 30 В между анодным терминалом и наконечником одностенной углеродной нанотрубки создает ток величиной вплоть до ~ 10^-7 А в расчете на одностенную углеродную нанотрубку.

[005] Пучки частиц были использованы для выполнения физических или химических процессов, причем примеры таких пучков имеют место при эпитаксии молекулярным пучком, литографии ионным пучком, ионном легировании и так далее. Фокусированный ионный пучок способен обрабатывать целевые материалы в нано-диапазоне размеров. Пучки частиц также используют для возбуждения газов, управления разрядом или плазменного воспламенения.

[006] Пучки атомных/молекулярных частиц называют ионными пучками или пучками радикалов согласно способу зарядки. В смысле некоторых пучков могут быть рассматриваемы электромагнитные волны, например, световые волны и т.п. В качестве таких пучков имеют место поляризационные пучки. Позитроны могут присутствовать в пучках частиц. В Патентной литературе 1 выдвинуто предположение, что позитроны образованы из проводящих элементов типа ikosolid, составленных из множества триоктаэдров.

[007] При понижении температуры проводника рассеяние электронов проводимости вследствие колебаний решетки или взаимодействий электронов проводимости друг с другом незначительно. Кроме того, обычно имеет место остаточное удельное сопротивление электронов проводимости, в основном определяемое рассеянием на примесях. Кроме того, электрическое удельное сопротивление идеальных кристаллов, не содержащих примесей, также сильно изменчиво в зависимости от составляющих атомов и кристаллических структур.

[008] В случайных потенциальных полях, при большом размере двух или меньшего количества пространственных размерных проводников, их электропроводность падает до нуля вследствие локализации Андерсона (Непатентная литература 4). Псевдоодномерные системы, имеющие узкую площадь поперечного сечения перпендикулярно описанному ниже направлению проводимости, размещены в трехмерной системе, и поэтому никакая локализация Андерсона не имеет место.

[009] При увеличении концентрации с примесей в трехмерной системе и падении температуры системы до абсолютного нуля, волновые функции электронов проводимости в трехмерных системах обычно локализованы, так что волновая функция Ψ может быть аппроксимирована выражением ехр(-r/ξ(c)). Здесь r представляет собой переменную положения волновой функции, a ξ(c) представляет собой коэффициент ослабления при концентрации с. Электроны проводимости, проходящие вдоль размера L системы, проводят электричество без локализации при L, меньшем ξ(c).

[0010] В случае, когда при температуре абсолютного нуля Т=0, плотность состояний электронов проводимости в трехмерном проводнике, как предполагают, равна плотности состояний свободных электронов, корреляционная волновая функция, которая представлена недиагональными положениями r'=0 и r>0 для двух различных волновых функций свободных электронов, умноженных на плотность состояний для свободного электрона, умноженную на функцию распределения Ферми при T=0, представляет собой волновую функцию сферической волны для свободного электрона, которая затухает как обратный квадрат от радиуса r сферы, но сферическая волновая функция свободного электрона не возмущена температурой. Здесь r' представляет собой переменную положения для одной из этих двух волновых функций. Но варианты ослабления для корреляционной волновой функции весьма различны в зависимости от плотности состояний для проводника, которая зависит от вида атомов, составляющих проводник. Волновая функция Ψ_pse электронов проводимости в псевдоодномерной системе претерпевает аналогичное ослабление, как варианты ослабления для корреляционной волновой функции. Величина Ψ_pse зависит от плотности состояний электронов проводимости для проводника в псевдоодномерной системе, однако, при большой концентрации с величина также Ψ_pse затухает по закону ехр(-x/ξ_pse(с)). Здесь х представляет собой переменную вдоль направления проводимости электрона проводимости. Корреляционная волновая функция Ψ электрона проводимости в псевдоодномерной системе затухает тем же образом, что Ψ_pse.

[0011] При увеличенной температуре псевдоодномерной системы на электрическое удельное сопротивление проводника воздействует рассеяние при обеспечивающих проводимость электрон-электронных взаимодействиях, которое зависит от колебаний решетки и различий в составляющих атомах, так что происходит затухание амплитуды для корреляционной волновой функции электрона проводимости. Поэтому ξ(с) представляет собой функцию ξ(c,T) от температуры Т (Непатентная литература 5). В результате значения электрического удельного сопротивления для электрона проводимости претерпевают сильные изменения в зависимости от ξ(с, T), L и длины упругого рассеяния электрона проводимости. Но при использовании величины ξ(с, T), при котором упругое рассеяние среди электронов проводимости рассматривают при плотности состояний, используемой при числовом расчете корреляционной волновой функции электрона проводимости, можно рассматривать следующие случаи.

В этом случае ток электрона проводимости идеально затухает и не имеет места.

В этом случае происходит рассеяние электрона проводимости на колебаниях решетки, на примесях и на других электронах проводимости, и электрон проводимости вместе с другими электронами проводимости обеспечивает диффузионную проводимость.

В этом случае не происходит рассеяния электрона проводимости на колебаниях решетки, на примесях и на других электронах проводимости, и электрон проводимости обеспечивает баллистическую проводимость.

Условия, при которых каждое псевдо-одномерное баллистическое движение в узкой области поперечного сечения перпендикулярно направлению проводимости (далее для простоты провод с узкой площадью поперечного сечения, перпендикулярной направлению проводимости, сокращенно называется нанопроводом), включающего в себя менее, чем несколько толстостенных нанотрубок с большим значением S/N из-за тепловой энергии нанопровода, содержащего эту нанотрубку (в дальнейшем для простоты этот нанопровод, содержащий указанную нанотрубку, обозначается как нанопровод), выглядят как (здесь и являются постоянной Больцмана и температурой нанопровода, соответственно),

или представляют собой любой из различных видов состояний сверхпроводимости при криогенных температурах, или существуют рабочие среды макроскопической квантовой системы в силу термической энергии макроскопической квантовой системы (здесь является температурой макроскопической квантовой системы),

i) ансамбль состоит из простых металлов (простыми металлами являются проводящие металлы), или из простых металлов или комплекса любых атомов или молекул, в которых существует рабочая среда макроскопической квантовой системы,

ii) в ансамбле, состоящем из проводников, полупроводников или непроводящих материалов, включая смежные простые металлы, и из простых металлов или комплекса атомов или молекул смежные отдельные металлы или комплексы атомов или молекул делям между собой отдельные электроны или их спины,

в i) в соседних атомах простых металлом или сложных металлов или молекул или в ii) в любых различных видах состояний сверхпроводимости в проводниках, выполненных из простых металлов при криогенных температурах или рабочих сред при криогенных температурах, или макроскопических квантовых систем, выполненных из простых металлов или сложных атомов или молекул, чьи смежные электроны или их спины являются общими для проводников, условие энергии квантовой системы любой рабочей среды или различных видов состояний сверхпроводимости при криогенных температурах или макроскопических квантовых перемещений с большим соотношением сигнал/шум будет,

используя различие между энергией максимума занятых энергетических состояний энергии рабочей среды квантовой системы для каждой рабочей среды, для i) или энергию максимума занятых энергетических состояний макроскопической квантовой рабочей среды для энергии макроскопической квантовой рабочей среды при криогенных температурах или для макроскопической квантовой системы для ii) и соответствующим минимумом незанятого энергетического состояния для i) или минимума незанятого энергетического состояния при криогенных температурах или макроскопической квантовой системы для ii) и термической энергии для каждой квантовой системы для квантовой системы i) или термическая энергия для макроскопической квантовой системы ii), выглядеть следующим образом,

для нанопроводов с радиусом и длиной

здесь диаметр нанопровода превышает 30 нм.

для криогенных температур или для макроскопических квантовых систем.

[0012] Кроме того, необходимо рассмотреть аналогичное сопоставление величин L и которая получена из корреляционных волновых функций электрона проводимости в проводнике, включая само-корреляционные волновые функции. Тут обозначение s использовано для введения различия между самокорреляционными и несамокорреляционными функциями, а представляет собой целое число, равное 2 или больше (Непатентная литература 5).

[0013] Как описано выше, затухание электрона проводимости зависит от разновидности атома и стереоструктур, составляющих проводник, за исключением пучков частиц, и от температуры проводника, от концентрации примесей в проводнике, и поэтому в вышеупомянутой системе определена зависимость от с коэффициента ослабления волновой функции пучков частиц в проводниках.

[0014] Электромагнитные волны, нейтральные/заряженные атомы или электронные пучки, испускаемые элементом с испусканием/поглощением пучка (ниже термин «элемент» использован для указания на отличия от элементарного элемента согласно настоящему изобретению), дают низкое значение отношения сигнал/шум для пучков частиц, поскольку потоки пучков частиц возмущены колебаниями решетки вследствие наличия теплоты в элементе с испусканием/поглощением пучка частиц. Кроме того, вследствие возмущений, обусловленных кулоновскими и корреляционными взаимодействиями между заряженными/нейтральными частицами в пучках частиц, вследствие примесей в элементе с испусканием/поглощением пучка частиц, вследствие внешних полей и других потоков частиц вокруг элемента с испусканием/поглощением пучка частиц, значение отношения сигнал/шум становится меньше, но расходы пучков частиц определены в зависимости от разновидностей атомов, составляющих элемент с испусканием/поглощением пучка частиц. Вследствие колебаний решетки в элементе с испусканием/поглощением пучка частиц или вследствие возмущений, обусловленных примесями и разупорядочением атомных/молекулярных конфигурационных структур в элементе с испусканием/поглощением пучка частиц, каждое энергетическое состояние частицы в пучках частиц обладает шириной, вычисляемой в квантовой механике. Тепловой шум элемента с испусканием/поглощением пучка частиц вызывает переход между энергетическими уровнями каждой частицы в пучках частиц. Влияние значения отношения сигнал/шум вследствие теплоты элемента с испусканием/поглощением пучка частиц определено температурой элемента с испусканием/поглощением пучков частиц и невелико при низкой температуре.

[0015] Существует устройство с отрицательным сродством к электрону, поверхность раздела которого легко испускает электроны в качестве частиц с низкой кинетической энергией. Оно может быть использовано в качестве фотоэлектрической поверхности с отрицательным сродством к электрону, поверхностей вторичных электронов, холодных катодов и так далее. Согласно Непатентной литературе 6 существует возможность уменьшить размер эмиссионной области холодного катода с отрицательным сродством к электрону до предельно малого значения и, кроме того, разместить множество холодных катодов с отрицательным сродством к электрону рядом друг с другом и управлять потоками испускаемых электронов посредством токов смещения, причем ради этого управления потоками холодный катод с отрицательным сродством к электрону может быстро управлять пучком электронов, и энергопотребление холодным катодом с отрицательным сродством к электрону намного меньше энергопотребления термоионной катодной электронной пушки, имеющей части, прилагающие ускоряющее напряжение между катодом и анодом по отношению к термоэлектронам, испускаемым нагретым катодом. Вследствие необходимости стабильных поверхностей с отрицательным сродством к электрону эмиссионная эффективность и срок службы устройства с отрицательным сродством к электрону сталкиваются со многими затруднениями, ждущими решения.

[0016] Хотя фотоэлектрическая поверхность не реагирует на длинноволновое предельное значение, устройство с отрицательным сродством к электрону уже не имеет увеличенного длинноволнового предельного значения. В случае горячего катода необходимы отрицательный электрод с контролем за напряжением, ускоряющий электрод и ограничивающая пучок апертура, которые не нужны в устройстве с отрицательным сродством к электрону. Однако, устройству с отрицательным сродством к электрону необходима устойчивая поверхность с отрицательным сродством к электрону, так что устройство с отрицательным сродством к электрону обуславливает затруднения, связанные с его эффективностью и сроком службы. Фотокатод, обладающий высокой яркостью и низким значением излучательной способности для спин-поляризованного источника электронов, в котором необходима поверхность с отрицательным сродством к электрону, связан с вышеупомянутыми затруднениями. С другой стороны, имеет место фотокатод для спин-поляризованного источника электронов, использующего кристалл GaAs на поверхности пирамиды с положительным сродством к электрону, который не требует поверхности с отрицательным сродством к электрону. Кристалл GaAs на поверхности пирамиды с положительным сродством к электрону облучают циркулярно-поляризованным лазерным излучением и происходит выборочное возбуждение электронов с определенным спином из валентной зоны в зону проводимости. Хотя группа электронов с определенным спином возбуждена тепловым шумом в кристалле GaAs до испускания с поверхности с положительным сродством к электрону, квантовая эффективность и поляризация спина электронов с определенным спином увеличены посредством туннельного эффекта (Непатентная литература 7).

[0017] Термоэлектрическое преобразование, которое использует каждый рабочий материал, имеющий полярность заряженной частицы в его собственном проводнике, переносящем ее собственную тепловую энергию и изменяющую разность электродвижущей силы в его собственном проводнике, представляет собой элемент, преобразующий тепловую энергию в электроэнергию и наоборот. Для элемента существует возможность выработки электроэнергии из сбрасываемой теплоты, или нагрева или охлаждения материалов посредством приложения электрического тока к элементу. Термоэлектрический конверсионный элемент, улучшающий показатели качества термоэлектрического преобразования, использует электродвижущую силу, обусловленную термоэлектрическими материалами в термоэлектрическом конверсионном элементе, и предназначен для управления распределением теплового шума, имеющим отношение только к распределениям скорости рабочего тела, перемещаемого в ходе псевдоодномерного перемещения через псевдо-одномерные части (Патентная литература 2, Патентная литература 3). Кроме того, источники рабочего тела представляют собой проводники и полупроводники в электрической цепи.

[0018] Экологическая и энергетическая технологии, отраженные в топливном элементе и очистке автомобильного выхлопного газа, где в качестве примера взят источник частиц, не представляющий собой проводник, важны для человеческого общества в 21-ом столетии для достижения энергоснабжения и охраны окружающей среды. Электролит, используемый в топливных элементах, классифицирован на пять разновидностей: топливные элементы щелочного типа, типа твердого полимера, типа фосфорной кислоты, типа расплавленного карбоната и типа твердой окиси с различными преимуществами и недостатками для каждого электролита. Весьма ценно, что для многофункционального совершенствования мобильных малых электронных устройств в качестве источника энергии мобильных малых электронных устройств литиевую батарею собираются заменить на топливный микроэлемент с полимерным электролитом мощностью примерно в несколько десятков ватт.

[0019] В топливных элементах с прямым окислением метанола, использующих очень высокую плотность полезной энергии метанола, на узле мембранного электрода, контактирующего с разбавленным водой метанолом и использующего разбавленный водой метанол и газообразный кислород, скорость окисления метанола достаточно мала даже при использовании большого количества анодного катализатора из благородного металла. Кроме того, имеет место уменьшение срока службы щелочного электролита вследствие испускания СО₂ в контакте анода со щелочными электролитами, использующими растворы гидроокиси калия и т.п., и необходимы перенапряжение сопротивления, концентрационное перенапряжение и перенапряжение активации и т.п. вследствие загрязнения или уменьшения проникновения метанола в щелочной электролит и т.п.

[0020] И топливный микроэлемент с полимерным электролитом, работающий при температурах от комнатной до 100°С, и метаноловый топливный элемент содержат узел мембранного электрода, который представляет собой сконструированную мембрану полимерного электролита, зажатую между двумя электродами, выполненными из пористого слоя поддержки + слой анодного катализатора и пористого слоя поддержки + слой катодного катализатора. При зажатии узла мембранного электрода в сепараторе выполнен блок топливного элемента. В мембране полимерного электролита топливного микроэлемента с полимерным электролитом, работающего с газообразным водородом и кислородом из воздуха в узле мембранного электрода, необходимо увлажнение для поддержки протонной проводимости полимерных электролитов; однако, необходимо усовершенствование мембраны полимерного электролита, работающей при нулевом или низком увлажнении, улучшение изоляционных свойств газообразного водорода, пересекающего мембрану полимерного электролита, и управление произведенной водой в узле мембранного электрода, контактирующего с воздухом.

[0021] Таким образом, для слоя катализатора, представляющего собой один из наиболее важных материалов в узле мембранного электрода, необходимы повышенная каталитическая активность для представляющей интерес реакции, повышенная электропроводность, пониженная коррозия и меньшая степень загрязнения.

[0022] Поскольку было показано, что металлические нанокластеры с диаметром вплоть до нескольких нанометров активизируют реакции окисления, используя кислород, энергично разрабатывают катализатор реакций окисления, в которых кислород представляет собой окислитель. Было обнаружено, что активный материал, представляющий собой наночастицы благородного металла диаметром 10 нм или меньше, становится "металлическим катализатором". Окислители, такие как обычно используемые металлические окиси, в целом высоко токсичны, так что необходим в меньшей степени токсичный окислитель. В реакции окисления, при использовании газообразного кислорода в качестве окислителя, побочный продукт представляет собой только воду и, таким образом, может быть реализована более чистая реакция. Кроме того, с катализатором реакции окисления алкоголя газообразным кислородом, при которой катализатор в виде золота иммобилизирован относительно полимеров или включен в них, не только легко иметь дело при высокой активности, но он также имеет такие преимущества, как возможность восстановления, повторного использования и т.п. Эти преимущества катализатора дружественны по отношению к окружающей среды. Более того, при использовании преимущества того свойства, что для определенных металлов смешивание двух видов металлов обеспечивает новые характеристики, катализатор из биметаллических нанокластеров, состоящих из золота и платины, иммобизирован относительно полимера, то есть, может быть синтезированы катализаторы с намного более высокой степенью активности. При использовании комбинации золота и платины и комбинации золота и палладия, даже при использовании того же самого спирта в качестве сырья, в первом варианте выборочно получен альдегид, а во втором сложный эфир (Непатентная литература 8).

[0023] Таким образом, были в основном описаны металлические нанокластеры и слои анодного и катодного катализаторов, используемые в топливном элементе; Hidehiro Sakurai, адъюнкт-профессор Института молекулярных исследований, сообщает, что металлические нанокластеры обычно способны обладать тремя видами следующих особенностей, а именно:

1. Изменение реакционной способности вследствие изменений формы и площади металлической поверхности.

В кластерном состоянии электрические состояния сильно изменчивы вследствие квантового размерного эффекта с зависимостью от размера и формы кластера, причем химические или физические свойства также зависят от размера и формы.

2. Металлические кластеры представляют собой эффективные источники подачи каталитических активных соединений.

Например, что касается ряда катализаторов в форме кластеров палладия, описываемых в связи с реакцией кросс-сочетания, то эти металлические кластеры во многих случаях постоянно поставляют активные соединения в систему реакции. Поскольку активные соединения снова рекомбинируют с металлическими кластерами по окончании каталитического цикла, они часто действуют в качестве посредников для предотвращения образования инертного объемного металла. Полагают, что каталитические активные соединения представляют собой не кластер непосредственно, а «голое» моноатомное состояние или атомные состояния нескольких атомов, образованные посредством отделения от кластера (выщелачивания). Кроме того, было сообщено, что в реакции Хека при использовании сложного катализатора истинные активные соединения не представляют собой непосредственно комплексы палладия, но выполняют разделение и образование кластеров в системе реакции.

3. Собственная активность кластера, определяемая квантовым размерным эффектом.

Например, поскольку известна такая характеристика кластеров золота, как поверхностный плазмонный резонанс, полагают, что размер кластера мал (диаметр кластера составляет 2 нм или меньше), так что поверхностный плазмонный резонанс не наблюдаем, и что наблюдают свойства не металла, а молекулы. В водном растворе при комнатной температуре резко возрастает окислительное воздействие воздуха на кластеры золота в однородном состоянии при диаметре частиц меньше 2 нм. Это заслуживающее сравнения отличие от золота в сплошном состоянии, почти не обладающего каталитическим воздействием.

[0024] С другой стороны, оксидные ионные электролиты, используемые в обычных твердооксидных топливных элементах, часто имеют структуру флюорита. СеО₂, ThO₂, CaF₂, ZrO₂, HfO₂ и т.п. сохраняют структуру флюорита от комнатной температуры до их точек плавления. Окиси щелочноземельных металлов, такие как СаО и т.п., или окиси редкоземельных металлов, такие как Y₂O₂ и т.п., которые представляют собой «гостей» в твердоокисных кристаллах «хозяевах», поддерживают твердые растворы в широких диапазонах концентрации «гостей». Известно, что даже при наличии различных типов дефектов кристаллической решетки в основных структурах типа флюорита, основные структуры флюорита, вероятно, поддерживают каждую первоначальную структуру (Непатентная литература 9).

[0025] Даже в предположении, что некоторые ионы «хозяина» в окисных ионных электролитах, обладающих структурой флюорита, заменены на «гостей», окисные ионные электролиты поддерживают структуру флюорита, численно рассчитаны первая аппроксимация для свободной энергии Гельмгольца, из которой получены концентрации вакансий в окисных ионных электролитах в связи с проводимостью иона кислорода, зависимость для взаимодействий между самыми близкими соседними образующими атомами и, при использовании первой аппроксимации для свободной энергии Гельмгольца, различные концентрации вакансий кислорода (Непатентная литература 10, Непатентная литература 11).

[0026] В отличие от механизма проводимости обычных оксидно-ионных проводников, в качестве материала электролита для твердооксидного топливного элемента проводник с ионами кислорода, будет, как ожидают, работать в промежуточном диапазоне температур между 400 и 600°С. Ионы кислорода в узлах 2а решетки, расположенных в направлении с-оси оксида кремния-лантана типа апатита, представляющего собой проводники с ионами кислорода, дают вклад в проводимость, обусловленную ионами кислорода. На основании свойств электрического переноса при высоких температурах и химической модели дефектов исследовано равновесие противоположных дефектов Френкеля, воздействующих на свойства ионной проводимости. Обнаружено, что оксид кремния-лантана типа апатита представляет собой идеальный твердый электролит. Кроме того, при частичной замене лантана на неодим в оксиде лантана типа апатита возникает электронная проводимость, объяснение которой не может быть основано только на классической теории равновесия дефектов (Непатентная литература 12). Кроме того, в неэкспериментальной работе по расчету зоны монокристалла Nd_9.20 (SiO₄)₆ при замене лантана на неодим при использовании пакета программ WIEN2k, основанного на подходе (L), APW+lo (расширение способа линейного разложения на локализованные орбитали), подтверждено, что имеет место очень малая электронная проводимость.

[0027] В отличие от топливного элемента батареи и аккумуляторы представляют собой примеры устройства для хранения энергии. В указанных батареях два электрода, в которые помещены несколько электролитов, снабжены цепями внешней нагрузки и цепями, предназначенными для окисления и восстановления.

[0028] С другой стороны, алмаз имеет настолько большую ширину запрещенной зоны (5,5 эВ), что он находится в состоянии с отрицательном сродством к электрону, причем дно его зоны проводимости может легко превысить вакуумный уровень. В случае, когда электроны, возбужденные в зоне проводимости, могут свободно попадать в вакуум, состояние электронной испускания может быть склонно к реализации. Попадание водорода на поверхность алмаза заставляет электроны проводимости перейти в состояние с отрицательным сродством к электрону, а попадание кислорода переводит электроны проводимости в состояние с положительным сродством к электрону.

[0029] В качестве примеров пучков частиц, применяющих уравнения 1-3 к трехмерной системе, отметим многие устройства, управляющие электронами и электронными дырками посредством электрических полей, такие как полевой транзистор, транзистор, диод, конденсор и т.п. Устройство, управляющее поляризацией спина при использовании магнитного поля, описано в Патентной литературе 4. В этом патенте поляризация спина в материалах, присоединяющих ферромагнитный слой и сегнетоэлектрический слой вместе к решетке с отношением рассогласования 5% или меньше, может быть изменена посредством приложения электрического напряжения к материалам.

[0030] Пучок частиц, за исключением пучков частиц, определяемых описанными выше уравнениями 1-3, действительно существует в элементах. Физические параметры элементов сильно зависят от разновидностей атомов и/или молекул, включенных в элемент. В частях, предназначенных для образования пучков частиц, которые окружены их соответствующей внешней стеной элемента, предназначенной для блокирования внешних возмущений, объемы частей, предназначенных для образования пучков частиц, могут быть разными. Участки перемещения, где происходит перемещение частиц пучков частиц, выполнены из

A. В металлах, интерметаллических или квазикристаллических сплавах, полупроводниках, ионных материалах, включая проводники с быстрыми ионами, металлических или окисных стеклах, и в участках, выполненных из наноразмерных материалов, частицы пучков частиц выполняют

А-1 диффузные перемещения,

А-2 жидкостные или газообразные перемещения.

B. Перемещения частиц пучков частиц в элементе, в котором частицы пучков частиц присутствуют только в участках перемещения, представляют собой

В-1 Ньютоновские перемещения.

Принимая во внимание рассмотрение каждого объемного изменения участков перемещения при описанном выше варианте А-1, соответствующее изменение концентрации содержащихся в них атомов и молекул, изменение температуры и т.п., исследование для потока пучка частиц в системе анализируют при использовании описанного ниже уравнения 6 (Непатентная литература 13).

[0031] В транспортном уравнении необратимого процесса для нейтрально заряженных и/или заряженных атомов, теплоты и электронов последующее соотношение между феноменологическими откликами для всех потоков J_i i-ой разновидности для нейтрально заряженных или заряженных атомов, теплоты, электронов и так далее при i=1, 2, … n и их обобщенной термодинамической силой x_j при j=1, 2, …, m принято в качестве

Здесь L_ij представляет собой феноменологический коэффициент или транспортный коэффициент, зависящий от температуры, давления и так далее, но независимый от обобщенной термодинамической силы.

[0032] Градиент приложенной температуры вызывает обобщенную термодинамическую силу, связанную с тепловым потоком, или же градиент химического потенциала вызывает обобщенную термодинамическую диффузионную силу; тепловой поток, представляющий собой диффузионный отклик, имеющий отношение к первому варианту, описывает теплопроводность, а второй вариант имеет отношение к диффузионным коэффициентам потоков материала. Таким образом, части матрицы L, которая состоит из коэффициентов L_ij, составлены из диагональных коэффициентов L_ii, которые связывают каждую соответствующую обобщенную термодинамическую силу с ее сопряженным потоком. Недиагональные коэффициенты L_ij определяют влияние обобщенной термодинамической силы на несопряженный поток (примеры: электропереносы, термоэлектрический материал).

[0033] Особенности необратимого процесса состоят в производстве энтропии. Вводя обозначение σ для скорости производства энтропии, получаем, что скорость теплообразования при диссипации энергии представлена в виде Формулы 5

Здесь J_i и J_q представляют собой поток i-ой разновидности и поток тепла, соответственно, x_i и x_q представляют собой соотвествующие смещения, связывающие i-ую разновидность и обобщенные термодинамические силы со смещением i-ой разновидности и теплотой q. Кроме того, они определены следующими соотношениями, соответственно:

и

Кроме того, на заряженные или нейтральные атомы и/или молекулы каждой i-ой разновидности воздействует сила F_i, определяемая соответствующей величиной электрических/магнитных зарядов q_i в электромагнитных полях, и сила, обусловленная градиентами концентрации.

[0034] Упругие деформации и потоки в вышеупомянутых вариантах А-1 и А-2 были исследованы методами реологии, а текучие среды, содержащие турбулентные потоки в вышеупомянутом варианте А-2, были исследованы методами гидроаэромеханики жидкости или газа. Например, для потоков, составленных из электрически/магнитно заряженных или нейтральных атомов и электронов в газообразном и/или жидком состоянии, была использована теория газов и гидродинамика, включая турбулентные состояния.

[0035] Примеры вышеупомянутого варианта В-1 представляют собой пучки нейтральных частиц, которые после ускорения заряженных частиц образованы посредством обмена зарядами между заряженной частицей и нейтральными молекулами газа. При производстве наноразмерных устройств дефекты возникают вследствие накопления заряда, вакуумного ультрафиолетового излучения и т.п. Кроме того, ионные оболочки замедляют скорости заряженных частиц или искривляют их орбитали. Пучки нейтральных частиц препятствуют накоплению заряда и образованию радиационных повреждений и были использованы для детального построения устройства. Поэтому пучки нейтральных частиц получены после обмена зарядами между заряженными частицами и нейтральными частицами.

[0036] В Патентной литературе 5 после получения частицами в виде положительных ионов монохроматической кинетической энергии и однонаправленного направления перемещения пучки нейтральных частиц пытаются получить из частиц в виде положительных ионов, эффективно комбинируемых с электронами при устранении большей части относительной скорости между положительными ионными частицами и электронами. Здесь было показано что сечения комбинации зарядов и упругого рассеяния между положительной ионной частицей и электроном зависят от значения энергии положительной ионной частицы, и было использовано, что относительно более низкая скорость повышает вероятность реакции обмена зарядами или реакции комбинирования. В Непатентной литературе 14 было показано, что при использовании того факта, что меньше энергии необходимо для нейтрализации отрицательных ионных частиц, обмен зарядами между отрицательными ионными частицами и нейтральными газообразными молекулами создает пучки нейтрально заряженных частиц.

Кроме того, происходит рассеяние частиц в пучках частиц с низкой кинетической энергией на целевых атомах, молекулах и т.п., причем эти частицы воздействуют только на определенные поверхности целевого образца. При этом их используют для проверки состояния определенной поверхности, но при этом учитывают, что частицы в пучках частиц, исследующих состояние определенной поверхности, обладают другой кинетической энергией, так называемой низкой кинетической энергией, например, кинетическая энергия в спектроскопии рассеяния ионов меньше нескольких кэВ, причем в этом случае направление пучка частиц близко к параллельному относительно определенной поверхности целевого образца, в методе дифракции медленных электронов порядка 100 эВ, в плазме порядка 50 эВ и в при использовании холодных нейтронов порядка 5 мэВ.

Список цитируемой литературы

Патентная Литература

[0037] Патентная литература 1: Патент 2011-58856

[0038] Патентная литература 2: Патент 2011-57202

[0039] Патентная литература 3: Заявка PCT-JP2012-071529

[0040] Патентная литература 4: Патент 2012-104768

[0041] Патентная литература 5: Патент Н5-190296

Непатентная Литература

[0042] Непатентная литература 1: Akira Honma, Akiko Sawamura, Hatsuo Yamazaki, Katsuhide Nakata, Koumei Tanida, Sadafumi Sawamura, Kunihiko Tsumori, Конструкция линейного ускорителя для электронной пушки с низким эмиттансом, Hokkaido University Faculty Engineering Department Research Report No. 173 (1995), pp. 57-63.

[0043] Непатентная литература 2: Yoshiaki Makino, Ryo Iiyoshi, Анализ электрического поля катода Шоттки методом поверхностного заряда, Aichi industrial University research report No. 41B (2006), pp. 33-40.

[0044] Непатентная литература 3: В. Jean-Marc, et al., Phys. Rev. Lett. Vol. 89(2002), pp. 17962-1 - 19769-4.

[0045] Непатентная литература 4: P.W.Anderson, Phys. Rev. Vol. 109(1958), 1492.

[0046] Непатентная литература 5: Mabuchi, et al. Niihama National College of Technology Bulletin Vol. 35 (2002), pp. 29-40.

[0047] Непатентная литература 6: Journal of Television, Vol. 32(1978), No. 8, p. 670.

[0048] Непатентная литература 7: M. Kuwahara, et al. Разработка источника электронов высокой яркости с поляризованным спином, Japan accelerator Society Annual Meeting 2^nd, (2005), p. 105

[0049] Непатентная литература 8: S. Kobayashi, et al., Выраженное влияние катализаторов из биметаллических нанокластеров при аэробном окислении спиртов: Комбинация металлов изменяет реакционную способность и пути реакции для альдегидов/карбоксильных кислот или эфиров, Journal of the American Chemical Society, 134(2012), 16963.

[0050] Непатентная литература 9: J. Electrochem. Soc. 123 (1976) 415.

[0051] Непатентная литература 10: Mahito Mabuchi, Daisuke Higashiura, Kenji Morita, Jun Manabe, Katsuhito Okada, Niihama National college of Technology, Vol. 42, (2006), pp. 17-23.

[0052] Непатентная литература 11: Kouji Onishi, Hiromasa Morita, Daisuke Higashiura, Mahito Mabuchi, Niihama National College of Technology Vol. 42. (2006), pp. 25-34.

[0053] Непатентная литература 12: Kiyoshi Kobayashi, Разъяснение равновесия обратного дефекта Френкеля в оксиде кремния-лантана типа апатита, Scientific Research Grant Program Research Report Jun 22, 2012.

[0054] Непатентная литература 13: Н. Mailer, Tatsuichiro Fujiwara, Диффузия в твердом теле, Maruzen publish, 2007.

[0055] Непатентная литература 14: J. Plasma Fusion Res. Vol. 85, No. 4(2009), 199

Раскрытие сущности изобретения

Техническая задача

[0056] Пучки частиц используют для исследования физических параметров образца, который экспонирован и/или облучен ими, или для изменения физико-химических свойств и/или форм материала тем же самым образом.

Имеют место устройства, содержащие части, регулирующие объем потока испускаемых частиц, части, управляющие потоком частиц вблизи источнике поглощения, как в туннельном микроскопе, транзистор, в котором входом/выходом пучков частиц управляют посредством обустройства конца с источником испускания и другого конца с источником поглощения, часть, предназначенную для управления потоком пучка частиц, и фотоэлектрические устройства, имеющие концы с источником испускания … вторичные частицы … посредством поглощения падающих частиц и/или концы с источниками поглощения испускаемых вторичных частиц. Общая часть этих операций в устройствах, транзисторе и фотоэлектрических устройствах представляет собой элемент, используемый во многих областях.

[0057] При наличии большего значения отношения сигнал/шум для пучков частиц, проходящих через элементы, возникает возможность определения больших подробностей о физико-химических свойствах объектов, экспонируемых и/или облучаемых пучками частиц, или о свойствах источника, испускающего пучки частиц. Кроме того, могут быть уменьшены наносимые облучением повреждения образца, экспонированного и/или облученного пучками частиц, а энергия, необходимая для производства высококачественных материалов при криогенной температуре, может быть также значительно уменьшена.

[0058] Посредством элементов, и кроме того, транзисторов, управляющих средствами управления входом/выходом в связи с наличием входных/выходных средств управления диффузионными потоками электронов и электронных дырок между концом с источником поглощения и концом с источником испускания, и топливных элементов, вырабатывающих водород, кислород и т.п. ионы, которыми управляют, само собой разумеется, посредством каталитических действий, вырабатывающих нейтральные или ионизированные атомы и молекулы, обладающие намного более быстрой ответной реакцией и устойчивостью относительно внешнего шума, включая лучи внешнего источника, чем при обычном каталитическом действии и т.п. Кроме того, также возможно намного уменьшить энергию, необходимую для управления, по сравнению с обычным транзистором и т.п. при низких температурах.

[0059] Настоящее изобретение, путем снижения значения отношения сигнал/шум вследствие сложных средств управления и перегрева катодных участков, таких как тепловой генератор электронного луча, уменьшает значения ошибок вследствие распределения количества частиц, вызванного в процессе испускания и поглощения низкоэнергетических частиц, и/или ошибок, обусловленных распределениями угловых направлений и кинетической энергии для пучков частиц, вследствие составляющих атомов и/или молекул элементов и, альтернативно, вследствие их теплоты, заставляет элементы (ниже, как и в разделе «Область техники», элементы представлены элементарными элементами), управляющие испусканием и поглощением низкоэнергетических частиц, в значительной степени подавлять влияние на значение отношения сигнал/шум таких величин, как высокая квантовая эффективность и поляризация спина. При помощи этих устройств, модули, выполненных из множества элементарных элементов, и систем, составленных из устройств, модулей и/или модуля элементарных элементов, составленного из конструкций элементарного элемента, предназначены для экономного изготовления.

Решение технической задачи

[0060] Известные пучки частиц требуют источника тепла для создания пучков частиц и не уменьшают их тепловые энергии в участке перемещения к концу с источником испускания. Вследствие больших значений площади для конца с источником испускания и конца с источником поглощения пучков частиц, значение отношения сигнал/шум для пучков частиц становится меньше вследствие меньшего значения отношения сигнал/шум, обусловленного наличием средств управления пучками частиц и т.п.

[0061] Источник испускания или источник поглощения электронов или электронных дырок, текущих в электронных устройствах, выполненных из транзисторов и т.п., выполнены из проводников или полупроводников и т.п., а таковые для рабочего тела, текущего в термоэлектрическом конверсионном элементе, выполнены из проводников, полупроводников, макроскопической квантовой системы и т.п., или таковые для разновидностей, связанных с реакцией и/или выработкой металлических нанокластеров и т.п., представляют собой, например, металлические нанокластеры и т.п. Много различных типов источников испускания или источников поглощения частиц выполнены во многих различных вариантах. Здесь и далее частицы, пучки частиц и частицы пучков частиц в элементарном элементе обозначены как Частицы, Пучки Частиц и Частицы Пучков Частиц для четкого различия между ними и обычными пучками.

[0062] В участке перемещения частиц, в котором текут Частицы Пучков Частиц, потоки Пучков Частиц претерпевающие расщепление, смешение с другими Пучками Частиц, модификацию посредством обработки формы и/или изменение в ходе химической реакции, защищены внешней стеной участка перемещения частиц от внешних материалов (здесь и далее внешняя стенка элементарного элемента, содержащая область движения частиц, для простоты обозначена как внешняя стенка), от загрязнений, таких как соединения для реакции и продукты реакции и т.п., и от внешних возмущений. Вышеупомянутые преобразования, связанные с расщеплением, смешиванием, обработкой формы и/или с химической реакцией, могут быть защищены внешней стенкой, деформируемой со временем. Скопления атомов и/или молекул и т.п., в которых развиваются потоки Пучков Частиц, определены как ансамбль.

[0063] В случае отсутствия в ансамбле структурных фазовых переходов и/или дислокаций и т.п., больших изменений, таких как композиции, структуры, смещения и т.п., разрешенные энергетические состояния Частиц Пучков Частиц для ансамбля внутри внешней стенки определенной формы определены квантовой механикой.

Частицы Пучков Частиц на внешней стенке распределены по разрешенным энергетическим состояниям начиная с состояния с наименьшей энергией, причем если энергетические интервалы между незанятыми состояниями и занятыми состояниями из разрешенных энергетических состояний уширены, то Частицам затруднен переход между незанятыми и занятыми состояниями (См. уравнения 1 - 3). Кроме того, путь диффузии с высокой скоростью для границы зерна, колоннообразной слоистой пористой структуры, чешуйчатой структуры и т.п. или внешней стенки, образованной в форме мембраны полимерного электролита или клеточных мембран, ограничивает перемещения Пучков Частиц одним направлением.

[0064] Пучки Частиц, ограниченные, как описано в разделе «Область Техники», внешней стенкой элементарного элемента, имеют геометрическую форму, характеризуемую длиной L, параллельной направлению потока Пучков Частиц, и площадью S поперечного сечения, перпендикулярного к направлению потока. Внутри внешней стенки размещены структурные материалы источников испускания или источников поглощения, соответствующие определенному Пучку Частиц.

Поскольку Пучки Частиц могут состоять из нейтральных атомов и/или молекул, на внешней стенке

- могут быть размещены части, обеспечивающие возможность модификаций Пучков Частиц посредством расщепления Пучков Частиц, и/или смешивания с другими Пучками Частиц, и/или обработки их формы и/или химических реакций с другими Пучками Частиц и структурными материалами, связанными с частями;

- также размещены структурные материалы, изменяющие форму внешней стены, предназначенные для изменения со временем величины S для ансамбля;

- изготовлены низкоэнергетические частицы с лучшим значением отношения сигнал/шум, причем длина L ансамбля включает упомянутые выше модификации.

В связи с этим отметим, что количество вышеуказанных структурных материалов и участков на внешней стенке равно нулю или больше. Для простоты они названы модификационными участками, как указано в разделе «Область техники».

[0065] В разделе "Уровень техники" полевые транзисторы, транзисторы и т.п. в электрических компонентах описаны как примеры модификации Пучков Частиц при их перемещении, однако, один или большее количество вариантов реализации показаны как примеры Пучков Частиц в модификационном участке в соответствии с принципами настоящего изобретения и предназначены для схематической иллюстрации вариантов реализации вместе со спецификацией. Хотя эти концептуальные примеры описаны с упором на природу изобретения, они, конечно, не предназначены для идентификации изобретения.

[0066] В соседних областях реакции в источнике испускания и/или в источнике поглощения и/или в модификационных участках каждого ансамбля, в случае необходимости имеют место

- проводящие покрытия поверхностей для конца с источником испускания и/или для конца с источником поглощения и/или для участков модификации, контактирующих с областями реакции, или управляемые приводами экранирующие структурные материалы для Частиц и Пучков Частиц,

- приводы для точной регулировки регулировочных пластин, которые механически управляют реакционноспособными соединениями и продуктами реакции, существующими в областях реакции вблизи поверхностей источника испускания или источников поглощения и/или участков модификации,

- вблизи каждой области реакции, статическое электрическое и/или магнитное поля и/или источники динамического электромагнитного поля, которые управляют реакционноспособными соединениями и продуктами реакции и таковыми для потоков,

- участки нагрева на внешней стенке, предназначенные для удаления загрязнений на источниках испускания и источниках поглощения или модификационных участках с окислением, загрязнением и т.п.,

- участки удаления, предназначенные для удаления ненужных образованных и/или непрореагировавших соединений из областей реакции и

- много производительных разновидностей в различных видах каталитической реакции или реакций окисления-восстановления в слоях катализатора в топливных элементах. Оборудованы элементарные элементы, соответствующие определенным продуктам реакции и сырым соединениям для перевода их в Пучки Частиц с нулевым или большим количеством.

[0067] Множество элементарных элементов, в некоторых из которых вышеупомянутые соответствующие Пучки Частиц количеством от нуля или больше достигают своего источника испускания и/или испущены источниками испускания в каждое соответствующее целевое поле реакции, где его целевые реакционноспособные соединения размещены на соответствующих минимальных расстояниях и, кроме того, при оптимальном пространственном расположении других элементарных элементов, где продукты реакции и сырые соединения, уходящие от каждой целевой области реакции, не взаимодействуют друг с другом, и во всех из которых вышеупомянутые соответствующие Пучки Частиц количеством нуль или больше и продукты реакции и сырые соединения, уходят из потока Пучков в каждом своем соответствующем элементарном элементе с параметрами S и L, делая оптимальным значение отношенияе сигнал/шум для его Пучка Частиц, определено как устройство.

[0068] В этом устройстве для объединения большого количества элементарных элементов посредством несущих, поддерживающих и/или соединительных элементов на внешней стенке каждого элементарного элемента, на внешней стенке устройства и, следовательно, посредством легких и/или эффективных поддерживающих и/или соединительных элементов, размещенных вблизи областей реакции устройства, соответствующих реакциям связи, реакциям обмена, катализаторам Циглера-Натта, транзистору, топливной ячейке, аккумуляторным батареям, батареям и т.д., множественные ансамбля в устройстве связаны посредством электропроводов количеством от нуля и больше. При тщательной работе с электропроводами количеством от нуля и больше, соединенных с внешними нагрузками и/или источниками тока и/или напряжения в наружном пространстве, модуль выполнен из элементарных элементов, устройства и/или множества элементарных элементов и/или устройств.

[0069] На внешней стенке модуля оборудованы легкие и эффективные поддерживающие и/или соединительные элементы, а также оборудованы легкие и эффективные поддерживающие и/или соединительные элементы на внешних стенках элементарного элемента.

Модуль высокого уровня выполнен из множества модулей, содержащих множество электропроводов, соединенных с нулевым или количеством внешних нагрузок, или соединителей источников тока или напряжения, причем множество модулей высокого уровня соединено в модуль более высокого уровня …, и затем система также выполнена посредством использования легких и эффективных поддерживающих и/или соединительных элементов на внешней стенке каждого элементарного элемента.

Желательно, чтобы поддерживающие и/или соединительные элементы на внешней стенке вышеупомянутых модулей были предпочтительно общими для элементарных элементов, устройств и систем.

[0070] В разделе "Уровень техники" описаны системы каталитической реакции, полевые транзисторы или другие виды транзисторов и т.п., которые выполнены из электронных частей, термоэлектрический конверсионный элемент, топливные элементы, батареи, электронная пушка и т.п., причем устройство или модуль, соответствующие этим устройствам, иллюстрируют одно или большее количество вариантов реализации в соответствии с принципами настоящего изобретения, а вместе с настоящей спецификацией схематично иллюстрируют такой вариант реализации. Концептуальный пример настоящего изобретения содержится в описании, которое подчеркивает сущность изобретения, но не предназначено для идентификации настоящего изобретения.

[0071] Описанные выше внешняя стенка и ансамбль представляют собой элементарный элемент, причем конструкции управления потоком Пучков Частиц, ограниченным на внешней стенке элементарного элемента, могут быть классифицированы следующим образом.

а. Для Частиц малой массы, таких как электрон, электронная дырка и т.д., когда площадь поперечного сечения внешней стенки перпендикулярно к потоку Пучка Частиц становится уже, и интервалы между незанятыми состояниями и занятыми состояниями разрешенных энергетических состояний для Частицы в Пучках Частиц шире значения тепловой энергии элементарного элемента, маловероятны переходы Частиц между незанятыми состояниями и занятыми состояниями вследствие тепловой энергии. В результате перемещения Частиц становятся псевдоодномерными, и Частицы вряд ли претерпевают рассеяние.

b. Для Частиц Пучков Частиц с массой, превышающей массу электрона или электронной дырки и так далее, когда перемещение Частицы перпендикулярно потоку Пучка Частиц в ансамбле, ограниченном внешней стенкой, намного меньше перемещения параллельно потоку, перемещение Частицы Пучков Частиц становится "квази-направленным", и затем величина потока Пучков Частиц достигает максимума.

c. В случае, когда Пучки Частиц, проходящие вдоль высокоскоростных путей диффузии, например, при диффузии в наноматериале, Пучки Частиц, проходящие в Частях пористых структур колонообразного слоя, чешуйчатых и т.п. структур, Пучки Частиц, проходящие в мембране полимерного электролита или клеточной мембране и т.п., и другие Частицы, кроме Пучков Частиц, дающих вклад в теплоту излучения элементарного элемента, находятся в таких газообразных и/или жидких состояниях, включая турбулентное течение, что Частицы Пучков Частиц становятся псевдоодномерными и затем величина потока Пучков Частиц достигает максимума.

d. Как и в электронной пушке, из Пучков Частиц в форме атомов или молекул происходит удаление других атомов и/или других молекул, отличных от атомов и/или молекул в Пучках Частиц. Кроме того, распределения кинетической энергии в направлении, перпендикулярном к потоку Пучков Частиц, намного более острые, чем распределение тепловой энергии. Это приводит к максимальной величине потока для Пучка Частиц.

[0072] Ансамбли в вышеупомянутых вариантах а ~ d могут быть определены следующим образом.

а. Полагают, что ансамбль, где Пучок Частиц течет во всем внутреннем пространстве элементарного элемента с наноразмерным или большим размером, имеет кристаллическую структуру.

[0073] В ансамбле, содержащем примеси, возмущения атомов и/или молекул и разупорядочение, имеющее место на поверхности раздела кристаллической структуры, ближнее касание обеих внутренних частей внешней стенки, защищающей и отделяющей Пучки Частиц от внешнего пространства и т.п., и тепловое движение в ансамбле заставляют разрешенные энергетические уровни Частиц в Пучках Частиц быть сравнительно широкими.

В ансамбле, возмущаемом только тепловым движением, даже если разупорядочены структуры составляющих атомов и/или молекул, близко касающихся внутренних частей внешней стенки поперечного сечения, перпендикулярного к направлению потока Пучка Частиц, энергетические состояния, разрешенные для Частицы потоков Пучков Частиц, полностью определены квантовой механикой.

Самый низкий энергетический уровень для ансамбля элементарного элемента, имеющего длину L параллельно направлению псевдоодномерной баллистической проводимости и имеющего площадь S поперечного сечения, перпендикулярно к этому направлению, определяет значение площади S, в центре которой велики значения вероятности существования Частицы, и на которой самый низкий энергетический уровень менее восприимчив к влиянию возмущения, вызываемого разупорядочением составляющих атомов и/или молекул на периферии этого поперечного сечения.

[0074] В том случае, когда интервалы между незанятыми состояниями и занятыми состояниями энергетических уровней Частицы в Пучках Частиц, перемещающихся в ансамбле, имеющем размеры L и S, превышают тепловую энергию элементарных элементов, энергетические состояния Частицы в Пучках Частиц обеспечивают большее значение отношения сигнал/шум, чем для Пучков Частиц в ансамбле, квадратный корень из площади S которого превышает наноразмер.

На участках перемещения Частицы в ансамбле Частицы Пучков Частиц, взаимодействующие друг с другом и с колебаниями решетки и т.п., находятся в состоянии диффузионной проводимости, но область поперечного сечения становится узкой, так что перемещение Частиц Пучков Частиц представляет собой псевдоодномерное перемещение.

[0075] В случае, когда область поперечного сечения становится еще уже и коэффициенты ослабления Частицы, выполняющей перемещение параллельно длине L, становятся на один или большее количество порядков короче, чем аналогичные коэффициенты для Частиц, выполняющих перемещение в поперечном сечении, Пучки Частиц могут быть в режиме псевдоодномерной баллистической проводимости. В режиме баллистической проводимости воздействие на Пучки Частиц примесей, представляющих собой составляющие атомы, молекулы и т.п., на периферии сечения незначительно, и происходит еще большее повышение значения отношения сигнал/шум.

[0076] Поэтому оптимальная конструкция ансамбля наноразмера или больше, внутри которого имеет место концентрация с примесей и в котором имеет место режим псевдоодномерной баллистической проводимости для таких частиц, как атомы водорода, электроны, электронные дырки, описана ниже.

а-1. Установка определенной геометрической формы ансамбля.

а-2. Установка типа разновидности и каждого отношения смешения атомов и/или молекул примеси, составляющих атомов и/или молекул и вакансий, составляющих ансамбль и все составляющие элементы, и каждого радиуса-вектора для всех элементов при вышеупомянутой установке геометрической формы ансамбля. Здесь представляет собой радиус-вектор для одного из всех элементов (i-ой разновидности) включая примеси и вакансии в ансамбле в момент времени t, за исключением Пучков Частиц.

где V представляет собой геометрический объем ансамбля без геометрического объема поддерживающих и/или соединительных элементов и т.д..

а-3. Применение квантовой механики к ансамблю, описанному в пункте а-2, причем энергетические состояния определены как функции параметров L и S.

а-4. В зависимости от распределений Ферми-Дирака (или Эйнштейна-Бозе) Частиц Пучков Частиц, обусловленных теплотой ансамбля, по энергетическим состояниям, полученным из описанных в пункте а-3 значений времени для Частиц Пучков Частиц, корреляционная волновая функция Ψ Частицы в псевдоодномерной системе, являющаяся функцией c(t) или усредненной по времени c(t) в случае временных различий для значений (все малы), равна ., в зависимости от конфигурации составляющих атомов и молекул примеси, включая вакансии, кроме Частиц Пучков Частиц, представлена в виде ехр(-х/ξ(с,T)) или то есть ослабление происходит с коэффициентом ослабления ξ(с,T) или Здесь абсолютное значение переменной проводимости для Частиц Пучков Частиц обозначено как х. Корреляционные волновые функции второго или большего порядка для Частиц Пучков Частиц в псевдоодномерных системах также зависят от распределений Частиц Пучков Частиц, определяемых теплотой ансамбля, и затухают таким же образом как Ψ. Коэффициенты ослабления этих волновых функций равны

а-5. Для определения параметров L и S в диапазоне рабочих температур элементарного элемента, соотношения между или между и L следующее условие ξ(с,Т) или и в уравнении 3, и кроме того значения L и S также определены так, чтобы соответствовать ансамблю в случае скорости с смешения или однородных частиц, включая вакансии, за исключением Частиц Пучков Частиц и Т.

а-6. Отношения смешения для атомов и/или молекул примесей, включая вакансии, в ансамбле в вышеупомянутом пункте а-2 и конфигурации атомов и/или молекул примесей, включая вакансии, кроме Частиц Пучков Частиц, и все поддерживающие и/или соединяющие элементы на внешней стенке изменяются постепенно, и при каждом изменении происходит выполнение вышеупомянутых процедур от а-3 до а-5 одинаковым образом. Оптимизация относительно разнообразия атомов и/или молекул и атомов и/или молекул примеси, включая вакансии, образует больший наноразмер ансамбля.

а-7. В случае, когда Частицы Пучков Частиц, имеющих начальную геометрическую форму ансамбля, установленную выше в пункте а-1, представляют собой электрические и/или магнитные Частицы, включая влияние на Частицы Пучков Частиц пространственно-временной вариации электромагнитных полей, источники которых установлены на модификационных участках, не только значения L и S, которые могут претерпевать изменение вдоль псевдоодномерной длины L, но также и геометрическая форма ансамбля изменяются и составляют оптимальный ансамбль, предназначенный для подавления влияния на значение отношения сигнал/шум.

[0077] В вышеупомянутом пункте b, если взять направление вдоль L в качестве направления оси X, на основании баланса равновесия между зависящей от времени концентрацией C_d(x, t+τ) диффузионных Частиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной L в положении х вдоль оси X в момент времени t+τ, и концентрацией C_d(х-X,t) Частиц, расположенных в положении x-X в момент времени t, получено уравнение диффузии или основное уравнение. В случае, когда диффузионные Частицы находятся в режиме квазибаллистической проводимости, но другие составляющие частицы, кроме Частиц, выполняют перемещения с большей интенсивностью, чем при тепловой вибрации вдоль оси X, но не перемещения в газообразном и/или жидком состояниях, при использовании зависящей от времени концентрации C_d(x,t) диффузионных Частиц, конструкция оптимальной наноразмерной или большего размера геометрической формы ансамбля выполнена следующим образом:

b-1. Установка разновидностей для составляющих Частиц, которые не реализуют режим квазибаллистической проводимости в ансамбле и которые представляют собой атомы и/или молекулы примеси, включая вакансии, причем отношение c_M(t) смешения для каждой диффузионной Частицы работает в квазибаллистиченском режиме и суммарные составляющие атомы и/или молекулы включают вакансии, но не Частицы.

Здесь:

где представляет собой зависящий от времени t пространственный радиус-вектор для i-ой разновидности диффузионных атомов и/или диффузионных молекул и составляющих атомов и/или молекул примеси, включая составляющие вакансии, но исключая Частицы. Изменения со временем значений больше указанных выше в пункте а изменений.

b-2. Установка значений L и S для геометрической формы ансамбля. Установка пространственных положений в геометрической форме для всех составляющих атомов и/или молекул и т.п., включая диффузионные Частицы, перемещающиеся в квазиодномерном направлении в ансамбле.

b-3. При учете смещения диффузионной Частицы, ограниченного размерами L и S ансамбля, поскольку перемещаемое квазиодномерное направление параллельно оси X, и при учете Х-компоненты может быть введена функция W(X,τ) разделения для диффузионных Частиц. Введем обозначение C_d(x,t+τ) для концентрации диффузионных Частиц, расположенных в плоскости при значении х в момент времени t+τ, причем некоторые из этих диффузионных Частиц расположены в плоскости X=x в момент времени t, так что величина C_d(x,t+τ) определена уравнением 10:

Здесь суммирование выполнено по всем значениям X.

b-4. При использовании разложения C_d(х,t+τ) в окрестности точки τ=0 и C_d(х-X,t) в окрестности точки X=0 скорость изменения C_d(х,t) определена посредством:

Здесь для простоты использовано сокращенное выражение C_d:

и величина C_d продифференцирована по времени t и значению плоскости X=х.

b-5. В феноменологической теории отклика соотношение между потоком J_i для Частицы i-ой разновидности, включая тепло, и обобщенной термодинамической силой x_i, вызывающей поток J_i, имеет вид уравнения 6, причем влияние перемещения других Частиц, кроме Частиц, на Частицы в Пучках Частиц вызывает то, что эффект влияния за дисперсионное перемещение Частиц в Пучках Частиц, которое выражается величиной , второй член в правой части указанного выше уравнения 13, таким образом, связан с коэффициентом диффузии Частицы в Пучках Частиц.

b-6. Третий или последующие члены в правой части вышеупомянутого уравнения 13, каждый из которых описывает влияние частиц, кроме Частиц в Пучках Частиц на проводимость, определяемую Частицей, и каждый из которых описан величиной или … представляющей собой отклонение от распределения Гаусса для частиц в пучках частиц, за исключением Частиц в Пучке Частиц.

b-7. В случае, когда Частицы Пучков Частиц с начальной геометрической формой ансамбля, установленной выше в пункте b-1, представляют собой заряженные или намагниченные Частицы, при учете влияния на них электромагнитных полей на модификационном участке, изменяемых в зависимости от пространства-времени от начальной геометрической формы ансамбля, не только значения параметров L и S, которые могут претерпевать изменения со временем в определенном месте вдоль L, но также и геометрическая форма ансамбля изменены с целью оптимизации.

[0078] В вышеупомянутом пункте с:

с-а. В элементарном элементе, форма пути скоростной диффузии которого и т.п. ограничены в пределах внешней стенки, определенной параметрами L и S, ансамбль содержит коллекцию Пучков Частиц, которые реализуют квазиоднонаправленную проводимость вдоль пути L скоростной диффузии в полых шилообразных областях через поперечное сечение, перпендикулярное L, и описанное на внешней стенке, но другие частицы, кроме Частиц Пучков Частиц, находятся в газообразном и/или жидком состояниях вследствие тепловых колебаний.

с-b. B элементарном элементе, в котором пористые структуры в форме столбчатого слоя, чешуйчатые структуры и т.п. в ансамбле с параметрами L и S сами себя удерживают ориентированными параллельно L, ансамбль выполнен из набора столбиков или секций, в котором столбчатый слой, слоистые структуры и т.п., ориентированные перпендикулярно S, описаны в вышеуказанном пункте с-а. Пучки Частиц реализуют квазиоднонаправленную проводимость вдоль L, однако, частицы, кроме Частиц в Пучках Частиц, находятся в газообразном и/или жидком состояниях вследствие тепловых колебаний.

с-с. В элементарных элементах, в которых внешняя стенка ансамбля с параметрами L и S представляет собой мембрану полимерного электролита, клеточные мембраны и т.п., вследствие наличия материалов элементарных элементов, поддерживающих мембранную структуру, реализующих квазиоднонаправленную проводимость вдоль L для Частиц Пучков Частиц, и подобные материалы элементарных элементов, Пучки Частиц, реализующие квазиоднонаправленную проводимость вдоль L, и другие частицы, однако, кроме Частиц Пучков Частиц, находятся в газообразном и/или жидком состояниях вследствие тепловых колебаний.

[0079] В элементарных элементах, описанных в вышеупомянутых пунктах с-а ~ с-с, концентрация C_d для Частиц Пучков Частиц, микро-Частиц, состоящих из Частиц, соответствующих Частицам или молекулам, химически связанным с другими атомами/молекулами, определена уравнением 14. Кроме того, частицы, кроме Частиц Пучков Частиц, подавляющие их влияние на значение отношения сигнал/шум для Пучков Частиц в ансамбле с параметром S и квазиодномерным направлением вдоль L может быть оценено посредством решения уравнения 13 с граничным условием на L и S.

[0080] В направлении вдоль L в каждом ансамбле, условия для соответствующих Частиц в группе Частиц Пучков Частиц, имеющих установленное значение энергии Е, в которой другие частицы, кроме Частиц Пучков Частиц, подавляют свое влияние на значение отношения сигнал/шум для Пучков Частиц посредством максимальной проводимости вдоль квазиодного направления, и условия для оптимальных конструкций каждого ансамбля с наноразмером или больше имеют вид:

с-1. На основании рассеяния Пучков Частиц внешней стенкой, столбиками, разделениями, участками и т.п., описанными в вышеупомянутых пунктах с-а ~ с-с, и рассеяния и интерференции среди Пучков Частиц и частиц, кроме Пучков Частиц, и между Частицами Пучков Частиц, для Частиц Пучков Частиц оценены отклонения пути от целевого пути вдоль квази-однонаправленного пути.

с-2. Разброс по энергии от установленного значения Е энергии Частицы в группе, составленной из Пучков Частиц, реализующих проводимость вдоль квази-однонаправленного пути, и отношение 〈ΔЕ〉/Е определены из упругих деформаций в упругом теле, из значения потоков при использовании Реологии и из сведений о газовой и жидкой фазах, включая турбулентные течения, на основании теории газа и/или теории жидкостей. Здесь представляет собой разброс энергии на Частицу, параллельно квазиодномерному направлению, и аналогичную величину перпендикулярно к квазиодномерному направлению. Здесь 〈А〉 обозначает среднее число для физической величины А по распределению всех частиц в ансамбле, обусловленном внешней стенкой.

с-3. Вследствие увеличения при малом Е, если Частицы Пучков Частиц обладают электрическим и/или магнитным зарядами, включая влияние на Частицы Пучков Частиц, обусловленное пространственно-временной зависимостью электромагнитных полей, установленных на модификационных участках, не только значения S претерпевают изменения в зависимости от времени и/или от местоположения L, окружающего положение всех Частиц Пучков Частиц, но также происходит оптимальное изменение формы ансамбля для минимизации их влияния на значение отношения сигнал/шум для

[0081] В вышеупомянутом пункте d дисперсионное перемещение Пучков Частиц определено только концентрацией C_d в уравнении 13. Оптимальная конструкция ансамбля, имеющего наноразмерное или большее значение L и пространственно-временные изменения значения S в месте расположения L такова:

d-1. Взаимодействия между Частицами Пучков Частиц, энергия каждой из которых равна первоначально установленному значению энергии Е, и взаимодействия между Частицами Пучков Частиц и внешней стенкой,

d-2. Если Частицы Пучков Частиц обладают электрическими и/или магнитными зарядами, то Частицы Пучков Частиц выполняют колебания вокруг их равновесных орбит вследствие пространственно-временного изменения значения S и/или электромагнитного поля на модификационных участках.

d-3. Тем же самым образом, как описано в вышеупомянутом пункте с-2, отношение к Е, то есть 〈ΔЕ〉/Е в ансамбле, содержащем макроскопическую квантовую систему, определено посредством использования квантовой механики, классической механики, термодинамики, статистической физики и т.п.

d-4. Тем же самым образом, как описано в вышеупомянутом пункте с-3, чем меньше величина Е, тем больше возрастают и . Здесь 〈А〉 обозначает среднее число для физической величины А для Частиц Пучков Частиц в ансамбле, на который влияет внешняя стенка.

d-5. Вариация распределения электрически и/или магнитных и/или нейтрально заряженных частиц в ансамбле, включая форму ансамбля в зависимости от пространства и времени, оптимизирована для подавления их влияния на значение отношения сигнал/шум для и .

[0082] Обычно ансамбли не могут быть отчетливо разбиты на категории по указанным выше пунктам а ~ с. Кроме того, вышеупомянутая оптимизированная конструкция наноразмерных или большего размера ансамблей, как в пунктах а ~ с, а также в пункте d, представляет собой просто примеры, и вышеупомянутая оптимизированная конструкция претерпевает изменения вместе с развитием компьютерного моделирования и не предназначена для того, чтобы быть фиксированной.

[0083] Что касается Частиц Пучков Частиц, которые проходят через ансамбль 10 и/или из конца с источником испускания в конец с источником поглощения на внешней стенке на фиг. 1, то поскольку ансамбль оборудован малым поперечным сечением, пункт 11 фактически вынуждает Частицы Пучков Частиц, которые менее восприимчивы, чтобы влиять на значение отношения сигнал/шум вследствие разупорядоченности стерео-структурной решетки или состава составляющих материалов и/или теплоты элементарного элемента, быть испущенными из конца с источником испускания или поглощенными в концах с источником поглощения, выпущенным по направлению к другим ансамблям и/или областям реакции, или быть поглощенными Частицами в правильном порядке из других групп Пучков Частиц.

[0084] При иллюстрации элементарного элемента, выполненного менее восприимчивым к влиянию на значение отношения сигнал/шум в соответствии с принципом настоящего изобретения, сопровождающие чертежи, на которых не показаны внешняя стенка, концы с источником испускания и/или с источником поглощения, участки модификации, источники электромагнитного поля, механические детали и т.п. на внешней стене, поддерживающие и/или соединяющие элементы на внешней стене и/или связанные с другими элементарными элементами или другими участками, области реакции и т.п., и на которых элементарный элемент главным образом иллюстрирует только ансамбль, вместе с этой спецификацией предназначены для краткого, ясного и схематичного объяснения одного или большего количества вариантов реализации, которые составляют настоящую спецификацию. Хотя последующие концептуальные диаграммы настоящего изобретения несомненно объясняют принципы настоящего изобретения, конечно, они не предназначены для идентификации настоящего изобретения.

[0085] В свою очередь, такие объекты, как окись кремния-лантана типа апатита, структуры скоростного пути диффузии или пористый колоннообразный слой, которые представляют собой атомы, ионы и/или молекулы, способны выполнять перемещение только в направлении, определяемом структурой в форме полого шила в ансамблях, выполненных из пространственных конструкций, содержащих полые шиловидные структуры. Возможно, что взаимодействия между материалами, составляющими ансамбль, и Частицами Пучков Частиц, делают Пучки Частиц селективным потоком. Как показано на фиг. 2, частицы материала, составляющего ансамбль в модификационных участках, могут изменять толщину ансамбля и/или композиции составляющих атомов и/или молекул, и, таким образом, возможно изменять виды Частиц, перемещаемых в ансамбле и/или отрегулировать количество их потоков.

[0086] Форма квазиодномерного ансамбля 30 меняется в зависимости от вида Частиц Пучков Частиц. Как описано выше в пункте а., для электронов и/или электронных дырок степень каждого теплового шума зависит от разупорядочения вокруг поперечного сечения ансамбля и температуры элементарного элемента.

Чем меньше значение квадратного корня из площади S поперечного сечения, даже если температура элементарного элемента представляет собой комнатную температуру, тем меньше действительно происходит переходов из самых высоких заполненных состояний электронов и/или электронных дырок в соответствующие самые низкие незанятые состояния вследствие теплового шума, и, кроме того, если электроны и/или электронные дырки находятся в макроскопических квантовых состояниях, то происходит дальнейшее улучшение значения отношения сигнал/шум для элементарного элемента.

Как описано выше в пункте b., для Частиц, представляющих собой атомы, ионы и/или молекулы, силы взаимодействия между Частицами Пучков Частиц в ансамбле 30, выполненном из пространственных конструкций, содержащих полые шиловидные структуры, и/или между Частицами Пучков Частиц, между частицами, кроме Пучков Частиц в ансамбле 30, частиц внешней стенки, частиц участков модификации и Частиц Пучков Частиц, проходящих через другие элементарные элементы и т.п., повышают собственное значение отношения сигнал/шум для элементарного элемента.

[0087] Как описано выше в пункте с., в случае большого диаметра полых шиловидных структур потоком в полых шиловидных структурах также управляют, принимая во внимание ламинарные, включая турбулентные, потоки. В результате может быть уменьшено энергопотребление охлаждающего оборудования для устройства. В случае, когда Частицы Пучков Частиц представляют собой заряженные частицы, через выступ 31, созданный на конце с источником испускания и/или на конце с источником поглощения, происходит увеличение электрических полей вблизи зарядов на электроде, обращенном к нему или концу с источником испускания, и/или вблизи конца с источником поглощения, обращенному к 33 вследствие целевых зарядов, кроме того, они воздействуют на Частицы Пучков Частиц, облегчая их испускание и/или поглощение.

[0088] При большом перепаде температур между участком перемещения частиц и концом с источником испускания или концом с источником поглощения, например:

1. посредством создания окружения в форме внешней стенки, включая участки и т.п., кроме ансамбля 30 в вакууме и т.п., теплота, почти не переносимая во внешнюю область через структуры элементарного элемента, кроме радиационных потерь, теплопроводность от конца с источником испускания до конца с источником поглощения подавлена, кроме тепловой энергии заряженных частиц,

2. посредством использования термоэлектрических материалов или термоэлектрических конверсионных элементов в ансамбле 30, в котором потоки Частиц Пучков Частиц и/или Пучки Частиц имеют место в элементарных элементах, содержащих источник испускания и/или источник поглощения, возрастает влияние отрицательного сродства к электрону или положительного сродства к электрону для множества элементарных элементов,

3. происходит увеличение каталитических эффектов и т.п. для элементарного элемента, содержащего конец с источником испускания и/или конец с источником поглощения.

[0089] Частица изменяет свой импульс, но ей трудно изменить свою энергию в случае столкновения с частицей большей массы. Конкретный пример по пункту 12 показывает, что низкоэнергетические Частицы Пучков Частиц, которые находятся в лучшем состоянии относительно уменьшения значения отношения сигнал/шум вследствие разупорядочения стереоструктур и решеток составляющих материалов и теплоты элементарного элемента, интенсивно распространяются к локализованному наноразмерному концу 41 с источником поглощения, так что имеющие низкую кинетическую энергию Частицы Пучков Частиц взаимодействуют в области 43 со «стреляющей» частицей 45, испущенной из «стреляющего» источника 44 испускания частиц. Частица с низкой кинетической энергией, обеспечивающая высокое значение отношения сигнал/шум, подготовленная в элементарном элементе, комбинирует со стреляющей частицей 45, обладающей большей массой, чем частица с низкой кинетической энергией, для образования энергетического состояния объединяемой стреляющей частицы с высоким отношением сигнал/шум.

[0090] Или происходит передача заряда, и потоки претерпевших передачу заряда стреляющих частиц и/или пучков частиц образованы для получения высокого значения отношения сигнал/шум. Кроме того, при использовании Частиц с низкой кинетической энергией при высоком значении отношения сигнал/шум для элементарного элемента, таких как электроны, происходит нейтрализация зарядов стреляющих заряженных массивных частиц с высоким значением отношения сигнал/шум, так что нейтрально заряженные массивные соединенные стреляющие частицы с высоким значением отношения сигнал/шум могут быть получены даже при низкой кинетической энергии. С другой стороны, нейтральные массивные соединенные стреляющие частицы с высокой энергией всегда обеспечивают высокое значение отношения сигнал/шум, поскольку тепловая энергия незначительна по сравнению с этой высокой энергией.

[0091] При использовании атомов, ионов и/или молекул в качестве Частиц Пучков Частиц электроны, электронные дырки, атомы, ионы и молекулы могут вступать в реакцию с ними после точки выхода или перед начальной точкой участка перемещения частиц в элементарном элементе. Посредством Пункта 13 возможно управлять реакциями под контролем Пучков Частиц, проходящих через ансамбль. На фиг. 5, на которой показано множество элементарных элементов в обеих сторонах мембраны 54, имеющих определенное пространственное расположение в устройстве, виды Пучков Частиц, перемещающихся через ансамбль каждого элементарного элемента в 50 и 51, могут быть также быть отличны друг от друга. Каждый ансамбль имеет полые шилообразные элементы, через которые происходит передача ионов и которые контактируют с отверстиями и аналогичными элементами в мембране 54, и т.п. Это принуждает различные виды пучков частиц к селективному перемещению через ансамбли. Обозначения 52 и 53 использованы для указания на отличие каждого материала друг от друга, а мембрана 54 принуждает Пучки Частиц к селективному прохождению.

[0092] Хотя описанное выше устройство может быть применено к пористым поддерживающим слоям мембран полимерного электролита + слоям анодного катализатора, для полного понимания различных аспектов моделей, связанных с пунктами в вышеуказанном описании по фиг. 5, необходимо, чтобы посредством различных примеров были приняты во внимание деформации формы поверхностей конца с источником испускания и/или конца с источником поглощения, деформации и/или изменения с температурой области реакции, вариации амплитуды электромагнитных полей, действующих на области реакции, покрытия и/или материалы на поверхности конца с источником испускания и/или на поверхности конца с источником поглощения, контактирующими с областями реакции, возбудители механических пластин для управления реагирующими материалами и/или продуктами реакции в областях реакции, составные структуры, состоящие из элементарных элементов, модулей и устройств, и системы, разработанные с учетом внешних нагрузок и аналогичных величин, и, кроме того, чтобы были описаны оптимизация для систем и аналогичных элементов, разработанных с учетом излучающей теплоты, компонентов защиты и аналогичного для элементарных элементов, устройств, модулей, включая верхний класс модулей, систем и тому подобного. Однако, такие определенные описания предназначены для описания каждого отдельного обстоятельства, и не должны ограничивать настоящее изобретение согласно пунктам, включая описанные ниже пункты.

[0093] Пункт 14 предназначен для обеспечения возможности, что посредством сборки в ансамбль элементарных элементов ансамбль элементарных элементов изменяет соответствующие первоначальные функции элементарных элементов и/или имеет другие функции, отличные от функций элементарных элементов. Пара из ансамбля элементарного элемента и ансамбля другого элементарного элемента не обязательно должна быть скомбинирована один-к-одному, причем также возможно, что некоторый ансамбль из элементарных элементов объединен с ансамблями для множества других элементарных элементов во многих отношениях. Кроме того, поскольку виды Пучков Частиц, выполняющих перемещение через каждый ансамбль, могут претерпевать изменение на своем пути, ансамбль элементарного элемента не обязан взаимнооднозначно соответствовать ансамблю другого элементарного элемента.

[0094] Пункт 15 показывает, что для Частиц Пучков Частиц, выполняющих перемещение через участок 60 перемещения частиц на фиг. 6, участки 62 генерации электромагнитных полей, размещенные вблизи пространственно малого места вблизи участка модификации на пути к концу с источником испускания или к концу 61 с источником поглощения, могут управлять физическими и/или химическими свойствами для Частиц Пучков Частиц. При использовании источника генерации электрического поля для 62 возможно управлять вольт-амперными характеристиками пучков заряженных частиц. При использовании источника генерации магнитного поля для 62, в случае, когда магнитные атомы добавлены в участок потока Пучка Частиц в ансамбле, спины этих магнитных атомов ориентированы в магнитном поле, возможно увеличить квантовую эффективность посредством улучшения поляризационного отношения для Частиц Пучков Частиц. Кроме того, также возможно управлять диффузионными потоками Частиц или спинами Частиц Пучков Частиц посредством области градиента концентрации, образованной с размером в несколько квадратных нанометров для площади поперечного сечения тонкого провода, соединенного с концом с источником испускания элементарного элемента и концом с источником поглощения другого элементарного элемента.

[0095] Конец с источником испускания и/или конец 31 с источником поглощения представляют собой конец, помеченный и/или деформированный заряженными частицами и т.п.. Посредством организации исходных участков нагревания в 33 вблизи 31, возможно уменьшить поглощение атомов и молекул, и деформации при использовании конца с источником испускания и/или конца 31 с источником поглощения.

[0096] В случае источника испускания и/или источника поглощения, действующих в качестве источника Пучков Частиц с высоким значением отношения сигнал/шум, в пункте 16, возможно создать устройство, не требующее никаких частей, кроме частей управления Пучками Частиц, и имеющее повышенную быстроту реакции и высокое значение отношения сигнал/шум, чем обычные элементы. Кроме того, вследствие уменьшения потребления энергии для охлаждения устройства возможно улучшить эффективность системы, соединяя модули, включая последовательное или параллельное соединение, или комплексный массив с нагрузкой во внешнем пространстве, соединительными проводами. Рассмотрены такие устройства как фотоэлектрическая поверхность, термоэлектрическое устройство, транзистор, диод, холодная катодная трубка, топливный элемент и т.п. Кроме того, можно рассматривать включение устройства в модуль и/или систему.

[0097] Рассмотрены случаи, когда устройство выполнено из последовательно соединенных, параллельно соединенных или сложных гибридов последовательно и параллельно соединенных элементарных элементов, как описано в пункте 16, когда устройство выполняет их из элементарных элементов, которые удалены из участка управления Пучком Частиц в элементарном элементе или когда устройства выполнены из элементарных элементов с участком управления Пучками Частиц или без него в пункте 16 и обычных элементов, кроме пункта 16.

[0098] Очевидно, что модуль, представляющий собой комбинацию этих устройств, устройства и других элементарных элементов, также выполнен в соответствии с объемом и сутью настоящего изобретения. Поэтому система в состоянии быть выполненной из источников испускания частиц низкой энергии и/или источников поглощения, имеющих меньшее влияние на значение отношения сигнал/шум, чем системы, включающие модули согласно только известным элементарным элементам. Очевидно, что для обеспечения способа осуществления устройств, выполненных из элементарных элементов, модули и системы могут быть реализованы во многих вариантах реализации.

[0099] Пункт 17 позволяет сохранить энергию поглощающими частицами в резервуаре частиц при использовании элементарного элемента, соединенного с резервуарами частиц, или использовать энергию частиц посредством выпуска частиц из резервуаров частиц через подсоединенный элементарный элемент, соединенный с резервуарами частиц. Поскольку используемые здесь элементарные элементы обладают высоким значением отношения сигнал/шум, энергетическая эффективность вышеупомянутой системы намного выше.

[00100] Любые приводы, модули и системы в описании настоящей заявки, при отсутствии специального предупреждения, нельзя считать важными или решительно определяющими для настоящего изобретения.

Полезный эффект изобретения

[00101] Настоящее изобретение может уменьшить влияние значениея отношения сигнал/шум, обусловленного теплотой элементарного элемента, посредством уменьшения площади поперечного сечения конца с источником испускания или конца с источником поглощения. Поскольку эти потоки электронов испускания могут быть управляемы токами смещения, если область конца с источником испускания очень мала, и концы с источником испускания для большого количества элементарных элементов могут быть близко размещены друг относительно друга, то уменьшение энергопотребления, необходимого для управления охлаждением системы при низких температурах, может быть намного более значительным, чем при использовании управляющего электрода с отрицательным напряжением, и система также способна обладать быстрой ответной реакцией. Кроме того, при добавлении магнитных атомов или молекул в квазиодномерной системе в ансамбле, получены высокая поляризация спина, имеющая меньше деполяризации электронного спина при приложении внешнего магнитного поля, и высокая квантовая эффективность.

Применимость в промышленности

[00102] Двойные квантовые точки, используемые в квантовом компьютере, имеют устойчивое зарядовое состояние, которое превышает электронное туннелирование между двумя квантовыми точками (Phys. Rev. Lett. 91, 226804-2 (2003)). Двойными квантовыми точками можно управлять, применяя импульс утечки к устройству элементарного элемента. При быстром выполнении этого может быть обеспечена быстрая ответная реакция элементарного элемента.

Краткое описание чертежей

[00103] Фиг. 1. Ансамбль, соединенный с источником испускания или источником поглощения элементарного элемента.

[00104] Фиг. 2. Ансамбль, соединенный с концом с источником испускания или с концом с источником поглощения элементарного элемента.

[00105] Фиг. 3. Элементарный элемент, содержащий конец с источником испускания или конец с источником поглощения.

[00106] Фиг. 4. Элементарный элемент, содержащий конец с источником испускания или конец с источником поглощения, со стреляющим источником частиц.

[00107] Фиг. 5. Элементарный элемент, имеющий конец с источником испускания или концы с источником поглощения.

[00108] Фиг. 6. Конец с источником испускания или конец с источником поглощения с участком управления.

Позиционные обозначения

[00109] 10 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00110] 11 Поперечное сечение ансамбля

[00111] 20 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц из Пучков Частиц

[00112] 21 Конец с источником испускания для Частиц Пучков Частиц

[00113] 22 Конец с источником поглощения для Частиц Пучков Частиц

[00114] 30 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00115] 31 Конец с источником испускания или конец с источником поглощения для Частиц Пучков Частиц

[00116] 32 Источник поглощения или источник испускания для Частиц Пучков Частиц

[00117] 33 Область реакции вблизи конца с источником испускания или конца с источником поглощения для Частиц Пучков Частиц

[00118] 40 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00119] 41 Конец с источником испускания или конец с источником поглощения для Частиц Пучков Частиц

[00120] 42 Конец с источником поглощения или конец с источником испускания для Частиц Пучков Частиц

[00121] 43 Область реакции вблизи конца с источником испускания или конца с источником поглощения для Частиц Пучков Частиц

[00122] 44 Источник испускания для стреляющей Частицы

[00123] 45 Стреляющая Частица

[00124] 50 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00125] 51а, 51b, 51с Ансамбли в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00126] 52, 53 Части с разновидностями Частиц

[00127] 54 Граница между ансамблями и участками разновидностей

[00128] 60 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00129] 61 Конец с источником поглощения для Частиц и Пучков Частиц

[00130] 62 Участок управления

[00131] 51а, 51b, 51с Ансамбли в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00132] 52, 53 Части с разновидностями Частиц

[00133] 54 Граница между ансамблями и участками разновидностей

[00134] 60 Ансамбль в участке перемещения Частицы для Частиц Пучков Частиц

[00135] 61 Конец с источником поглощения для Частиц и Пучков Частиц

[00136] 62 Участок управления

1. Элементарный элемент для обеспечения возможности переноса частиц,

содержащий:

от источника испускания рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, его возбужденные состояния или электромагнитные поля (далее называемые рабочими средами) или участка перемещения рабочей среды в элементарном элементе до источника поглощения рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, или

от источника поглощения рабочей среды, являющегося частью элементарного элемента, или участка перемещения рабочей среды до части с источником испускания рабочей среды,

ансамбль, поддерживаемый между концом с источником испускания рабочей среды или концом с источником поглощения рабочей среды и внешней стенкой, посредством которой обеспечена защита пучков рабочей среды от воздействия внешней среды или внутри или снаружи которой имеется ноль или более участков управления, модификационных участков, областей реакции, причём эти конструкции поддерживаются с использованием имеющихся структурных элементов,

рабочие среды, находящиеся в псевдоодномерном перемещении благодаря тому, что проводящие покрытия поверхностей источника испускания рабочей среды, или части с источником поглощения, или участки перемещения рабочей среды контактируют с областями реакции, и благодаря тому, что приводы, управляющие точной регулировкой регулировочных пластин, которые выполнены с возможностью механически управлять реакционноспособными соединениями и продуктами реакции, существующими в областях реакции вблизи поверхностей источника испускания рабочей среды, или источника поглощения, или участков перемещения,

взаимодействуют через области реакций или участки перемещения с рабочими средами из других элементов, включая другие элементарные элементы и другие части, причём элементарный элемент характеризуется тем, что имеет на внешней стенке или в ней поддерживающие или соединительные элементы.

2. Резервуар для рабочей среды, содержащий:

в случае когда в участке перемещения рабочей среды возникают потоки рабочей среды в одном направлении или в противоположном направлении, резервуар для рабочей среды изготовлен из элементарного элемента по п. 1;

указанный резервуар для рабочей среды имеет точную регулировку регулировочных пластин, выполненных с возможностью механического управления ими посредством приводов рядом с концом или концами с источником поглощения рабочей среды или источником испускания рабочей среды для рабочей среды лучей частиц.

3. Устройство ввода/вывода, выполненное из множества резервуаров для рабочей среды, а также элементарных элементов по п. 1 и резервуаров для рабочей среды по п. 2, подключённых последовательно, или параллельно, или в виде смешанного сочетания указанных подключений.

4. Модуль, содержащий комбинацию модулей, выполненных из подключённых последовательно, или параллельно, или в виде смешанного сочетания указанных подключений устройств, выполненных из известных элементов и устройств по п. 3, с нагрузкой из внешней среды, подключенной посредством соединительных проводов.

5. Система, содержащая комбинацию модулей, выполненных из подключённых последовательно, или параллельно, или в виде смешанного сочетания указанных подключений устройств, выполненных из известных элементов и устройств по п. 3, с нагрузкой из внешней среды, подключенной посредством соединительных проводов.

6. Элементарный элемент, обеспечивающий область реакции, которую изменяют, обрабатывают или получают посредством модулей по п. 4 или систем по п. 5.

7. Модуль для изменения, обработки или получения элементарного элемента по п. 1 и областей реакции, обеспечиваемых элементарным элементом по п. 6.

8. Система для изменения, обработки или получения элементарного элемента по п. 1 и областей реакции, обеспечиваемых элементарным элементом по п. 6.