CN107209232B - 用于引导载流子的设备和其应用 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于引导载流子的设备和设备的应用，其中，借助于磁场沿着拱曲的或者折弯的主路径在二维电子气或者在薄的超导层中引导载流子，使得在电接口处产生不同的停留厚度。

Description

用于引导载流子的设备和其应用
技术领域
本发明首先涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于引导载体(该载体分别具有电荷和/或磁矩、尤其载流子、特别优选电子)的设备以及设备的应用。
背景技术
对于大多数主要的现实世界全部的对象，粒子组或粒子整体(例如在体积中的气体分子、在固体中的电子等)在该世界中运动，该粒子受限于所谓的遍历理论。这意味着，在足够长连续观察的情况下，在该系统的相空间(由空间和动量坐标组成)中以相同的频率到达理论上每个可能的点。热力学定理、尤其热力学第一第二基本原理适用于这种系统。
迄今为止，主要仅在理论上已知非遍历系统。例如，带有理想平行壁的台球桌和无摩擦滚动的球是这种非遍历系统，当球从桌中心准确垂直于分界壁发球并且在分界壁处理想地垂直于壁反弹时。在该情况中，球始终仅在两个理想平行壁之间的连接线上来回滚动，而永不到达台球桌的其它区域。
在提及的示例中，非遍历系统发生的前提条件是可观的、即分界壁的形式必须上理想平行的；粒子轨道(球)必须是理想直线；必须理想地实现在壁处的垂直反弹；开始运动方向必须理想地垂直于壁并且不允许产生不接触分界壁轨道上的漫射。在实际情况中罕有可实现这种前提条件。
当前发明主要研究这种非遍历系统，其中，阐明可能的实现和应用。
文献DE 39 03 919 A1公开一种设备和一种用于引导在固体中的电子的方法，其中，薄的半导体层涂覆到电绝缘材料的球形拱曲的表面上。在层中的电子的轨道曲率半径借助于磁场到达与层曲率半径相同或者邻近的数量级上。在弯曲的层的两个间隔的位置之间量取电位差。半导体层的尺寸、尤其厚度必须处在半导体层中的电子的平均自由行程长度的数量级中，该数量级在均质半导体层中相当小，以至于难以实现。
论文“Quantum bound states in a ballistic quantum Channel with amultiple doublebend discontinuity von ChuanKui Wang,Semicond.Sei.Technol.,1.Januar 1995,Seiten 1131-1138”和论文“Quantum bound states in a doublebendquantum Channel"von ChuanKui Wang et al.Journal of Applied Physics,Bd.77,Nr.6,1.Januar 1995,Seiten 2564-2571”主要研究在带有反向双重弧形不连续性的狭窄通道中的电子气量子态，不影响外部场并且不研究取决于方向的导电性。此外，通道宽度必须明显处于电子的德布罗意波长下，以实现所希望的量子力学性能。
发明内容
要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种用于引导载体(该载体分别具有电荷和/或磁矩、尤其载流子、特别优选电子)的设备以及设备的应用，其中，实现简化的结构和简单地生产并且提供不同的使用可能性。
上述目的通过根据权利要求1的设备或者通过根据权利要求11至15中任一项的应用来实现。有利的改进方案是从属权利要求的内容。
根据当前发明的第一方面，优选地设备具有导体装置，该导体装置具有或形成二维电子气或者薄的用于形成针对可运动载体的运动区域的超导层。在该二维电子气中或者超导层中即尤其对于电子相对来说大的平均自由行程长度占优势。这以相当简单的方式可以实现所希望的运动区域。运动区域的宽度和其曲率半径尤其处于平均自由行程长度的数量级中，而还在运动区域中的载体或电子的德布罗意波长之上。该尺寸特别有利于产生所希望的、针对载体的非遍历系统。
载体在导体装置中或在运动区域中以平均速度运动，该速度也取决于热能。
解决问题的方案
运动区域形成或分界对于载体的拱曲的或者折弯的主路径。通过场生成装置可产生场、尤其磁场用于至少基本上沿着主路径引导载体。相应地载体可以基本上自由地、因此几乎避免碰撞或者碰撞最小化地沿至少基本上沿着主路径或者平行于主路径的方向运动。然而，载体沿反方向、尤其沿运动区域的侧翼方向运动。相应地沿反方向产生基本更高数量的碰撞和在分界面处的排斥。这尤其也由于存在至少部分非严格反射或由于优选漫射的碰壁导致载体分布不均，使得在主路径的开始和终端区域中或沿着主路径产生载体不同的停留可能性或停留厚度。尤其，根据本发明产生取决于方向的不同的导电性，其中，沿着主路径的导电性优选大于沿反方向的导电性。
发明的效果
本发明的技术效果如下。
主路径尤其至少基本上为运动区域的主延伸走向和/或运动路径，载体沿在运动区域中的方向在忽略碰撞情况下考虑到在理想状态中影响的场跟着该路径。因此尤其，主路径处在运动区域的主平面中和运动区域之下，优选至少基本上沿着运动区域弯曲的中线。
优选地载体承载相应的电荷，尤其是电子或者备选地所谓的空洞或电子空穴。相应地可以由于载体不同的停留可能性或停留厚度经由相应沿着主路径布置的电接口量取电压、电流和/或电功率。这通过试验来证明。
基本上也可能的是，载体分别具有磁矩并且以电场和/或磁场交替作用。
根据当前发明其它也可独立实现的方面，导体装置或运动区域优选至少基本上沿着封闭平面或者球形面或在平面中延伸并且在该面或平面中拱曲或折弯、这以相对简单的方式、尤其通过平面层实现构建和生产根据本发明的设备，也在相当小的尺寸中、优选带有主路径的平均曲率半径小于2000nm并且/或者带有导体装置或运动区域的平均宽度小于2000nm。
根据当前发明其它独立的方面，当电压或者电功率经由接口量取时，可使用根据本发明的设备，用于产生源自载流子的热量或热能和/或源自电磁特性或者环境噪音或源自电磁影响或者辐射的电压、尤其直流电压和电功率。
在这里优选，至少保持用于引导载流子的场或磁场基本上恒定。备选地或者附加地也可以如下实现控制和调节场或磁场，量取的电压或者电功率保持在理论值或者最大值上。
当前发明的其它方面在于，当电功率经由接口量取时，可使用根据本发明的设备用于通过抽走载流子的热量或热能，这可以相当简单地来实现并且基本上可用于不同的目的。
在这里优选，至少保持用于引导载流子的场或磁场基本上恒定。备选地或者附加地也可以如下实现控制和调节场或磁场，量取的电压或者电功率保持在理论值或者最大值上。
根据当前发明其它独立的方面，当电压或者电功率经由接口测量时，也可使用根据本发明的设备，用于获取载流子的电磁特性或者环境噪音或电磁辐射。然后可以通过测量电压获取或确定噪音或电磁辐射。
尤其在前面提及的测量时保持场或磁场或影响的磁场强度至少基本上恒定。然后在相应地校准时可以相当简单地获取或者确定噪音或影响的电磁辐射。然而基本上用于引导载体的场或磁场也可以变化。
根据当前发明其它方面，当经由接口测量电压时，可使用根据本发明的设备，用于测量或者确定载流子的漫射或者运动轨道。尤其，测量的电压可以提供导体装置的状态或在运动空间中的信息。
普遍地可以使用根据本发明的设备，用于测量或者确定在一个一维或者二维电子气或者超导体之内的物理特性。
在测量或者确定漫射、运动轨道和/或(其它的)物理特性时引导载流子的场或磁场可以按需保持至少基本上恒定和/或时间上和/或空间上改变。在相应校准时，在考虑测量电压的情况下所希望地测量或确定是相当简单可行的。
此外可以，当经由接口测量电压时，可使用无场生成装置的设备用于测量影响导体装置的磁场强度。尤其在先前校准时可以像这样测量磁场强度。
当前发明的之前提及和后续方面和特征的单项可以任意互相组合，而也彼此独立地实现。
附图说明
当前发明其它方面、特征、优点和特性由权利要求和接下来根据附图的优选实施形式的描述来获得。其中：
图1显示根据本发明的、然而无场生成装置、根据第一实施形式的设备的立体图；
图2示意性地显示带有场生成装置的设备的侧视图；
图3示意性地显示无场生成装置的设备的俯视图；
图4显示根据第二实施形式的根据本发明的设备的立体图；
图5示意性地显示根据第三实施形式的根据本发明的设备的俯视图；
图6显示在根据第三实施形式的设备处测量的电压图；
图7显示在根据第三实施形式的设备处测量的电流图；
图8显示测量的电流电压特征曲线，即可量取的电功率图；
图9显示不同的电流特征曲线；以及
图10显示根据在与图1相对应的图示中的第五实施形式的根据本发明的设备的透视图。
在图中对于相同或者相同类型的部件和装置使用相同的附图标记，其中，也当忽略重复描述时，获得相同或者相应的优点和特性。
具体实施方式
图1以很示意性的立体图示出了根据第一实施方式的所提出的设备1。图2以示意性的侧视图示出了带有相关联的场生成装置10的设备1。图3以示意性的俯视图示出了设备1，其不带有场生成装置10。
设备1用于引导载体2(在图2中示意性地表示)，载体分别具有电荷和/或磁矩。载体2尤其涉及载流子，特别优选地涉及电子。而载体例如也可涉及所谓的孔洞，即电子空穴。
设备1具有用于可运动地引导载体2的传导装置3。传导装置3尤其涉及固体或固体结构。载体2因此尤其在固体或固体结构中可运动。
优选地，载体2至少基本上仅在尤其平坦的和/或平面的运动区域B中运动，如在图2中示出的那样。
设备1或传导装置3优选地设有电接口4和5，其在图1和图3中表示。
设备1或传导装置3在示出例中优选地由第一固体或半导体6和第二固体或半导体7组成。其彼此平面地彼此重叠布置和/或具有共同的分界面8。
两个固体或半导体6、7或运动区域B的接触或分界面B优选地至少基本上构造成平面和/或尤其至少基本上沿着封闭的、尤其平面或球形的面和/或在平面E中延伸，如在图2中示出的那样。
彼此重叠的层或固体6、7优选地形成用于载体2的二维电子气。在固体物理学的意义中，电子气涉及呈电子或空穴形式的、在导电带中自由运动的载体2，尤其带有优选大于100nm、尤其大于200nm的大的平均自由行程。该传导能力特别强的区域优选仅在分界面8的两侧形成，即呈很薄的层的形式，其形成了用于载体2的运动空间B。
如所提及的那样，取代电子，例如也可涉及所谓的孔洞，即电子空穴，其可作为载流子至少广泛自由并且尤其带有更大的平均自由行程地在运动区域B中运动。
传导装置3或运动区域B优选地形成载体2的拱曲的或折弯的主路径H，其中，在图3中示意性地示出多个平行延伸的主路径H。
传导装置3或运行区域B或主路径H优选拱曲地构造为弧形，尤其半圆形或马蹄形。而传导装置3或运动区域B或主路径H备选或额外地也一次或多次折弯。
特别优选地，传导装置3或运动区域B或主路径H至少基本上在面或平面E中延伸，很特别优选地，在此分界面8的平面E中延伸，并且在该面或平面E中拱曲或折弯。这有利于简单实现和制造，尤其在时间带有特定厚度的薄层时。
接口4和5优选沿着主路径H布置或彼此相距，尤其布置在传导装置3或运动区域B的弧形或折弯的端部的区域中。
运动区域B优选构造为层状和/或多层。运动区域B或相应的层优选具有小于500nm、尤其小于300nm、特别优选约200nm或更小的平均厚度。
运动区域B的平均宽度W和主行程H的曲率半径R基本上至少相应于载体2在运动区域B中的平均自由行程或优选地更小。
传导装置3或运动区域B的主路径H的(平均)曲率半径R优选为大于100nm、尤其大于200nm、和/或小于2000nm、尤其小于1600nm。
运动区域B的平均宽度W优选为大于80nm、尤其大于100nm、和/或小于(平均)曲率半径R。
运动区域B的分界面优选这样来构造，即，使得反射载体2，这原则上可镜像(反射角度至少基本上相应于入射角度)或非镜像地、即尤其漫射地来实现。
特别优选地，载体2尤其在运动区域B的边线9处被反射。这优选为漫射或至少部分非镜像。
设备1优选地具有场生成装置10。备选地，场生成装置或由其生成的场F仅与设备1相关或仅作用于设备1或传递装置3或运动区域B。
场生成装置10用于产生或控制场F，其用于至少基本上沿着主路径H引导载体2，由其使得在接口4和5处或在拱曲或折弯的主路径H的端部的区域中产生或可产生载体2的不同的停留厚度。
场F在图2和3中示意性地表示。
场F尤其涉及磁场。场生成装置10因此尤其构造成用于产生磁场。为此，原则上可使用永磁体。而备选地也可使用电磁体，尤其用于产生电磁场作为场F以引导载体2。
优选地，场生产装置10这样来构造，使得用于引导载体2的场F至少基本上仅在运动区域B或传动装置3的拱曲或折弯的区域中起作用或者在拱曲的轨道上折弯载体2。
用于引导载体2的场F或场生产装置10优选这样来调节或匹配或必要时受控制或调控，使得载体2从平均速度起、尤其取决于平均动能或热能由场F(尤其由于洛仑磁力具有回旋半径Z，如在图3中示意性表示的那样)只是基本上沿着运动区域B来引导。这如所提及的那样尤其仅适用于沿着主路径H的运动方向并且不适用于相反方向。就根据本发明需产生的载体2在运动区域B中或沿着主路径H的不均衡分布，该不对称性很重要。
通过场生成装置10或场F产生的回旋半径Z优选存在于传导装置3或运动区域B的(平均)曲率半径R的数量等级中。特别优选地，回旋半径Z最大比曲率半径R大5倍、特别优选为2倍或最大为比曲率半径小5倍、特别优选为2倍。尤其曲率半径Z至少基本上相应于回旋半径Z。
由于载体2在折弯或拱曲的主路径H的端部的区域中不同的停留可能性，可通过尤其布置在该区域中的接口4和5发出电压、尤其电流并且由此也发出电功率。
在示出例中，接口4和5尤其布置在运动区域B或主路径H和/或传递装置3的两端侧或端部处。
根据需求，多个传递装置3或运动区域B可彼此平面重叠布置。其则优选地由同一个场F穿过。尤其其能可选地串联或并联连接，尤其与接口4和5或其他接口连接。
根据本发明的设备1尤其用于由载体2的热能和/或电磁特性或环境噪声或由电磁作用或辐射产生电压或功率，为此通过接口4和5输出电压和功率。在此，优选地场F至少基本上保持恒定。而备选地，场F也受控，以在发出电压和功率时达到或超过一定的数值或达到最大值。
备选地或附加地，根据本发明的设备1也可通过从载体2抽走热能用于冷却，为此通过接口4和5输出电压和功率。因此，可行的是，需冷却设备1本身。这可有利于功率下降、即具有强化效果。
在冷却时，优选地场F至少基本上保持恒定。而备选地，场F也受控，以在发出电压和功率时达到或超过一定的数值或达到最大值。
还可行的是，根据本发明的设备1用于测量或确定载流子2的散逸或运动轨道，为此通过接口4和5输出电压和功率。尤其，在此起作用的场F变化并且例如通过获取所测量的电压的最大值，推断出载流子2的散逸或运动轨道。
原则上，当运动区域B在一个这种一维或二维的电子气或超导体中或通过其来形成时，根据本发明的原理也可用于测量或确定在一维或二维的电子气或超导体之内的物理特性。施加在相应的接口4和5处的电压尤其根据起作用的场F或磁场给相应的接口施加物理特性。
根据本发明的原理也可用于测量或确定作用于传导装置3上的磁场强度或其他场F，为此电压经由接口4和5来测量。因此，电压取决于起作用的场F，如之后还根据第三实施方式和根据图6的与此相关的图表来详细阐述的那样。尤其在校准所测量的电压时，可确定场F的起作用的磁场强度。
接下来，根据其他附图阐述本发明的根据本发明的设备1的另外的实施方式。
至此为止的实施例、方面和特征尤其相应或作为补充仍然有效，及时取消了重复说明。
图4以与图1相应的、示意性的图示示出了根据第二实施方式的根据本发明的设备1。
第二实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于，取代电子气优选地使用薄超导层11以形成运动区域B。超导层11优选地形成或布置在固体6或7上或者尤其二者之间或由其形成，如在图4中表示的那样。
层11或由其形成的运动区域B的尺寸优选地相应于在第一实施方式中说明的运动区域B和它的尺寸，使得可参考运动区域的尺寸。
载体2由其作为电子或孔洞、即电子空穴存在于超导层11中。
对于层11来说，由其使用所提及的第二种类或类型II的超导材料，使得在存在更强的磁场的情况下磁场线呈所提及的通量管穿入材料中，其中，在此优选使用所提及的硬超导材料，其中，通量管保留直至一定的、尽可能高的临界力，使得其具有高的通量阻抗。
图5以示意性的俯视图示出了根据第三实施方式的根据本发明的设备1。在此，涉及已实现的试验结构的示意性的图示。
在下层或下基底上或固体7上涂覆有层6，该层尤其形成或称为层系统或层组。
特别优选地，试制根据下列步骤构建层6或层系统：
由第一半导体材料、尤其GaAs组成的层和由第二半导体材料、尤其由Al0.33Ga0.67As组成的层是彼此重叠。尤其这些层多次交替重叠、尤其多于10次或20次、尤其在20次与100次之间，在试制时特别优选为50次。因此形成层组。
单层的厚度D优选为小于50nm、尤其小于25nm、特别优选小于10nm并且优选为5nm。
层组可选地并且优选地布置在基层或中间层上，该基层或中间层尤其由GaAs组成和/或具有大于100nm、特别优选地大于250nm的厚度、更优选地具有约500nm的厚度。
在层组或特别的基底上，优选地涂覆有覆盖层或第一层，其优选地厚于500nm、尤其厚于750nm、特别优选为1000nm和/或优选地由GaAs组成。
在该GaAs层上优选地还涂覆有另一层或第二层，另一层或第二层由Al0.33Ga0.67As组成并且具有约10至50nm、特别优选为35nm的厚度。优选地，此外还涂覆有尤其由Al0.33Ga0.67As组成的层或第一覆盖层，其尤其具有1.5·1018cm-3和/或优选为大于25nm、尤其约45nm的厚度。
接下来可涂覆另一层或覆盖层，其尤其由GaAs组成、特别优选地具有多于10nm的厚度，尤其在试制时具有约15nm的厚度。
在此处由GaAs组成的第一层或1000nm的层与此处由不掺杂的Al0.33Ga0.67As组成的第二层或35nm层之间的临界区域中，优选地形成二维的电子气或平面的运动区域B。
所提及的层系统特别优选地涂覆在下层或下固体7上。在试制时，该层或该固体7特别优选地由半导的GaAs基底组成。
特别优选地，在试制时因此实现下列的层系统：。
Figure GDA0001359121280000131
因此，层6或层系统形成了二维的电子气并且由此形成了已提及的运动区域，如接合第一实施例所描述的那样。因此，可参考对第一实施方式的实施方案和阐述，其尤其适用于对照或补充。
在根据图5的图示中，运动区域B或临界区域8的面或平面E在层系统6之内在画面中是平面的或平行的。
在第三实施方式中，传导装置3或层6或层系统优选地形成两个变细的和/或朝向彼此的边腿12，其形成接口4和5或通向接口。
尤其层6或层系统形成呈在此简单或多次、尤其两次折弯的延伸的形式的传导装置3。在俯视图或在运动区域B或主路径H的平面中形成尤其基本上U形的延伸，如在图5中示出的那样。
运动区域B或传导装置3尤其受限于层6的上U形区域或通过主路径在图5中表示的区域。
折弯或U形的延伸或运动区域B的平均宽度W优选大于200nm、尤其大于500nm和/或小于9000nm、尤其小于7000nm。
在试制时产生约600至650nm的平均宽度W。在两个接口4和5的区域中的中间空间在试制时优选约与平均宽度W一样或更少。
根据本发明的结构或根据本发明的布置尤其可通过摄影平板印刷或通过相应的蚀刻或备选地通过激光加工或激光去除适宜地简单来加工。
优选地，对于层系统来说使用不同的半导体材料。
在试制时，对于层系统6来说尤其使用所提及的半导体材料和/或实现平均自由行程长度600nm。
场F或磁场优选地至少基本上垂直于画面或平面E延伸，(未画出)如在图5中示出的那样。
在根据本发明的试制中，经由边腿12或接口4和5测量取决于所插入的磁场或产生的磁通密度的电压和电流根据。图6和图7示出了产生的图表和曲线。
明显从图6和图7可见，相应在约±0.2T时产生相应对于电压和电流的最小值和最大值。这对应于在此处实现的约为600nm的平均曲率半径R的理论计算。在温度低于20K时进行测量。
所获得的图表或测量曲线如所期待地那样相对于磁场的零点对称(准确来说是磁通密度)并且由此需说明，在磁通密度为约0.2T时、在所提及的试验条件下载流子至少基本上沿着主路径H引导，即在所希望的运动区域B或传导装置3之内，即使根据磁场的方向一会沿一个方面并且一会儿沿另一个方向，使得相应在约+0.2T和-0.2T时产生极性相反的电压和电流时获得上述情况。
在根据图6和图7的图表中作为原始测量数据可见的偏移备选或附加地由静电或电温差相关的干扰来说明，而其取决于磁场、即是磁场的变量。
图8示出了利用所说明的试验组件或设备1测量的电流/电压特性曲线。该特性曲线显示，利用根据本发明的设备1可产生电功率或由其输出电功率或量取电功率。
相应地，借助根据本发明的试制组件或设备1因此可量取电压或电功率并且由载流子2或设备1或传导装置3的热能和/或由电磁特性或环境噪声或由电磁作用或辐射产生或提供电压或电功率。换言之，可行的是，可通过电接触到接口4和5使用设备1提供电能或功率。
还备选或附加地，也可行的是，使用设备1用于冷却。即当通过接口4、5量取电功率时，将从载流子2或设备1或传导装置3抽走热能，使得可达到冷却作用或温度减小。
特别优选地，可控制或调节场生成装置10或场F以引导载体2，以实现或超过所量取的电压或功率的一定值或希望值或实现所量取的电压或功率的最大值。
如所提及的那样，根据本发明的设备1或根据本发明的原则具有通用性。
尤其通过接口4、5量取的电压也可用于测量或确定其他特性，尤其测量或确定载流子2在其他条件、如场F调整或变化时的散逸或运动轨道。
如还可行的那样，可通过测量和评估经过接口4、5量取的电压来测量或确定传导装置3或运动区域B或位于其中的载体2的物理特性。当使用一维或二维的电子气或超导体作为传导装置3或用于运动区域B或作为(传导的)层11时，这是尤其有效的。
而除此之外，根据本发明的、不带场生产装置10的设备1可用于测量作用于传递装置3上的磁场强度或磁通密度，为此通过接口4和5测量电压。然后，在相应的校准时，可相应很容易地确定作用的磁场密度。设备1(不带场生产装置10)则可尤其看作或用作磁传感器。
备选地或补充地，根据本发明的设备1也可用于获取或测量(载体2)电磁特性或周围噪声和/或电磁作用或辐射。
图9示出了电流测量的结果，电流在本发明的意义中在试制中实施并且通过接口4和5来量取或测量。其朝向传导到两个取决于磁场的指向的方向中的不均匀的传导能力的效果强的方向。在该试验中，在结构处施加额外的来自外部的交变电压以产生在MHz范围内的激励，并且该施加的电压在0至约1V的范围上变化。
测量约为10K时进行。
在B＝0T的测量顺序时，定义中性的曲线，其表示没有外磁场、但在所有其他可能的干扰源的作用下电流(如由于电磁接触或热电压的电流)。在磁场B＝+0.15T的测量顺序时，在所有激励频率上传导能力偏向仍保持偏向正电流方向并且产生的电流近似成比例趋向施加的交变电压。在附加地磁场B＝-0.25T的测量顺序时，在所有激励频率上传导能力偏向仍保持偏向负电流方向并且产生的电流同样近似成比例趋向施加的交变电压。但尤其可知，在完全没有外部激励(即在V＝0的情况下)的情况下，仍有正(在B＝0.15T)或负(在B＝0.25T)电流根据无磁场的情况变化地流过(参见在图9中的插入语或放大图)这是下述情况的证据，即使用该结构或根据本发明的设备1可从外部量取电持续功率，其不来自于其他可能的干扰源的影响(如由于电化学接触或热电压的电流)，而是仅来自于电子的热能或特性或周围噪声。
图10以与图1相应的示意性的图示示出了根据本发明的设备1的第五实施方式，其具有多个、尤其平面地彼此层叠的运动区域B或电子气。
多个运动区域B优选地形成在共同的传导装置3中或由其形成。
多个运行区域B优选地并联和/或通过共同的电极4、5联接。
在不同的运动区域B或电子气之间，可根据需求布置或形成不同的中间层或阻隔层。
在第五实施方式中、如在另外的实施方式中那样，迄今为止的说明尤其相应或补充地也有效，使得不必重复对其说明。
通常可知，借助本发明或根据本发明的设备1或根据本发明的方法可产生不对称或根据方向的传导能力并且相应量取或提供电流、电压和/或电功率。尤其以简单或有效和/或直接的方法实现从动能或热能到电能的转换。
本发明的单个方面和特征或不同的实施方式可如已提及的那样可单个实现也可任意组合。
附图标记的说明
1 设备
2 载体
3 传导装置
4 接口
5 接口
6 层/固体
7 层/固体
8 分界面
9 侧翼
10 场生成装置
11 超导层
12 边腿
B 运动区域
E 平面
F 场
H 主路径
R 曲率半径
Z 载体的回旋半径

Claims (15)

1.一种用于引导载体(2)的设备(1)，该载体分别具有电荷和/或磁矩，
带有导体装置(3)，所述导体装置(3)用于在至少基本上平坦的运动区域(B)中可运动引导所述载体(2)，所述运动区域(B)带有拱曲的或者折弯的用于所述载体(2)的主路径(H)，
带有沿着所述主路径(H)布置的电接口(4，5)，和
带有场生成装置(10)，所述场生成装置(10)用于产生场(F)，所述场(F)用于至少基本上沿着所述主路径(H)引导所述载体(2)，使得能够在所述电接口(4，5)处量取电压或电功率，或所述载体(2)在所述电接口(4，5)处具有不同的存在密度，
其特征在于，所述导体装置(3)具有二维电子气或者薄的超导层(11)，用于形成所述运动区域(B)，并且/或者
所述导体装置(3)或所述运动区域(B)或所述主路径(H)至少基本上在平面(E)中或者沿着封闭的面延伸，且在该平面(E)或该面中拱曲或折弯。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导体装置(3)具有彼此平放叠置的两个具有不同费米能级的层或固体(6，7)，其中，在其分界面(8)处或沿着其分界面(8)形成所述运动区域(B)或所述二维电子气。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导体装置(3)具有数个彼此平放叠置的运动区域(B)或电子气。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，用于所述载体(2)的所述运动区域(B)的侧翼(9)构造成至少部分漫散射和/或不仅镜面反射。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述运动区域(B)的平均宽度(W)和所述主路径(H)的曲率半径(R)至少基本上与在所述运动区域(B)中的所述载体(2)的平均自由行程长度相符，或者所述运动区域(B)的平均宽度(W)和所述主路径(H)的曲率半径(R)至少基本上比在所述运动区域(B)中的所述载体(2)的平均自由行程长度小。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导体装置(3)或所述运动区域(B)单一或者多次折弯和/或至少局部地以弧形或者半圆形弯曲。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导体装置(3)或所述运动区域(B)的曲率半径(R)为超过100nm，和/或少于2000nm。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主路径(H)的曲率半径(R)为超过100nm，和/或少于2000nm。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，构造所述场生成装置(10)用于产生磁场(F)。
10.根据前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，在考虑所述载体(2)平均速度的情况下，匹配或者可控制所述场生成装置(10)或用于引导所述载体(2)的磁场(F)，使得在如下运动轨道上引导所述载体(2)，所述运动轨道具有所述主路径(H)或所述运动区域(B)或所述导体装置(3)的曲率半径(R)的数量级的曲率半径。
11.一种根据前述权利要求任一项所述的设备(1)的应用，用于由载流子(2)的热量或热能和/或由载流子(2)的电磁特性或者环境噪音产生电压或者电功率，其中，经由所述接口(4，5)量取所述电压或者电功率，其中，所述场(F)保持至少基本上恒定。
12.一种根据前述权利要求1至10中任一项所述的设备(1)的应用，用于通过经由所述接口(4，5)量取电功率，通过抽走载流子(2)的热量或热能来进行冷却，其中，所述场(F)保持至少基本上恒定。
13.一种根据前述权利要求1至10中任一项所述的设备(1)的应用，用于通过经由所述接口(4，5)测量电压，来测量或者确定载流子(2)的散逸或者运动轨道，和/或测量或者获取电磁辐射，其中，所述场(F)保持至少基本上恒定。
14.一种根据前述权利要求1至10中任一项所述的设备(1)的应用，用于测量或者确定在一维或者二维电子气或者超导体之内的物理特性。
15.一种具有导体装置(3)的设备(1)的应用，所述导体装置(3)用于至少基本上在平坦的运动区域(B)中可移动地引导载流子(2)，所述运动区域(B)具有拱曲的或者折弯的主路径(H)，所述设备(1)具有沿着所述主路径(H)布置的电接口(4，5)，其中，
所述导体装置(3)具有二维电子气或者薄的超导层(11)，用于形成所述运动区域(B)，并且/或者
所述导体装置(3)或所述运动区域(B)至少基本上在平面(E)中或者沿着封闭的面延伸，并且在该平面(E)或该面中拱曲或折弯，
其中，通过经由所述接口(4，5)测量电压，并且由此确定产生影响的磁场强度，来获取或者测量对所述导体装置(3)产生影响的磁场强度。
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