CN1715822A - 热传递装置和系统以及包含该装置和系统的方法 - Google Patents

热传递装置和系统以及包含该装置和系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种热传递装置(50)，所述热传递装置(50)具有第一衬底层(52)、第二衬底层(54)以及设置在第一衬底层(52)和第二衬底层(54)之间的第一和第二电极。该热传递装置(50)还包括设置在第一电极(56)和第二电极(58)之间的释放层(60)，以及邻近第一和第二电极设置的激励器(62)。激励器(62)适用于使第一和第二电极与释放层(60)间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙，并且其中激励器(62)适用于主动地控制热隧穿间隙。

Description

热传递装置和系统以及包含该装置和系统的方法
技术领域
本发明主要涉及热传递装置，具体地，涉及热传递装置中电极的对准方式和间距。
背景技术
热传递装置可用于各种加热和冷却系统，如制冷、空气调节、电子器件冷却、工业温度控制、发电等等。这些热传递装置也可升级以满足特定系统和环境的热管理需要。不幸的是，由于机械构件如压缩机的原因，存在热传递装置的系统如那些具有制冷循环的系统的效率是相对较低的。
相反，固态热传递装置提供了一定的优势，如，在提供更高效率、减小的尺寸等方面的潜力。例如，热隧穿(thermotunneling)装置通过使电子穿过纳米级的间隙从一个电极隧穿到另一个电极来传递热量。这些热隧穿装置的热传递效率取决于各种因素，如，材料特性、电极排列、电极间隔等。为了使这些热隧穿装置进行有效的操作，电极可以是彼此的镜像，且电极间的间隔可以在1-10纳米范围内。不幸的是，在这些热隧穿装置中实现并维持电极间隔是特别困难的。因此，实现有效的热隧穿装置存在一定问题。
特定的热隧穿装置具有设置在牺牲层附近的电极，该牺牲层在构造过程中被移走，以在电极之间形成间隙。这种构造方法包括通过将牺牲层放置在两个电极之间来形成合成物。随后，该构造法通过移走牺牲层将合成物分成两个匹配电极，同时保持电极的物理位置。在某些情况下，利用外部压电定位器来对准电极并保持两个电极之间的间隙。在这种系统中，很难实现纳米精度的间距，并且两个电极不会对准到所需的精度或一致性。此外，牺牲层的不完全移走可能损害到两个电极表面匹配的质量，并还可能中断电子的隧穿。
因此，需要存在对热隧穿装置中相邻电极之间的间距和对准方式相对精确的控制。
发明内容
根据特定的实施例，本技术具有热传递装置，所述热传递装置包括第一衬底层、第二衬底层以及设置在第一衬底层和第二衬底层之间的第一和第二电极。该热传递装置还包括设置在第一电极和第二电极之间的释放层和邻近第一和第二电极设置的激励器(actuator)。激励器适用于使第一和第二电极与释放层间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙，并且其中激励器适用于主动地控制热隧穿间隙。
根据特定的实施例，本技术具有操作热传递装置的方法。该方法包括从释放层释放第一和第二电极，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙，并使热电子穿过热隧穿间隙以在第一和第二电极之间传递热量。该方法还包括主动地移动第一和第二电极中的至少一个，以控制热隧穿间隙。
根据特定的实施例，本技术具有制造热传递装置的方法，所述方法包括提供第一热传导衬底层，将激励器设置在第一热传导衬底层之上，并将第一电极置于激励器附近。该方法包括将释放层设置在第一电极之上，将第二电极置于释放层之上，并在第二电极之上提供第二热传导衬底层。
附图说明
当参考附图理解接下来的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更容易理解，在所有附图中，相同的标记表示相同的部分，其中：
图1是说明了根据本技术的实施例具有热传递装置的系统的方框图；
图2是根据本技术的实施例用于图1中所示系统的电极的主动间隙控制的示例性控制电路的方框图；
图3是根据本技术的实施例具有热传递装置的冷却系统的图形表示；
图4是根据本技术的实施例具有热传递装置的加热系统的图形表示；
图5是根据本技术的实施例具有电极的平面间隙控制的热传递装置的图形说明；
图6是根据本技术的实施例具有电极的平面间隙控制的热传递装置的图形说明；
图7是根据本技术的实施例具有电极的非平面间隙控制的热传递装置的图形说明；
图8是根据本技术的实施例的图7中所示热传递装置的由顶向下的视图；
图9是根据本技术的实施例具有电极的非平面间隙控制的热传递装置的图形说明；
图10说明了根据本技术的实施例用于图5和图6中所示热传递装置的操作方法的处理步骤；
图11说明了根据本技术的实施例用于图7和图9中所示热传递装置的操作方法的处理步骤；
图12说明了根据本技术的实施例用于制造图5和图6中所示热传递装置的方法的处理步骤；
图13说明了根据本技术的实施例用于制造图7和图9中所示热传递装置的方法的处理步骤；
图14是根据本技术的实施例具有热装置阵列的模块的图形说明。
具体实施方式
现在参考图1，其说明了具有热传递装置的系统10。系统10包括区域或物体12，通过将热量从物体12传递到散热器14来对其进行冷却。如图中所示带有散热片16的散热器14通过如在下面更详细描述的热隧穿机构接收来自物体12的热量。所说明的系统10包括热耦合到物体12的第一电极18和热耦合到散热器14的第二电极20。此外，输入电流源22耦合到第一电极18和第二电极20，用以启动分别通过第一和第二电极18和20的电流。工作中，输入电流经由隧穿电流输入源22通过电极18和20，从而通过隧穿过热隧穿间隙26的电子24的流动将热量从物体12携带到散热器14。在散热器14处，散热片16帮助热量传递远离系统10。热隧穿间隙26包括范围在大约1纳米到大约10纳米之间的间距，以确保热量流动的方向是单向的，从而使物体12更冷，并将热量传递到散热器14。
在特定的实施例中，经由如图2中所示的控制电路28来维持第一电极18和第二电极20之间的热隧穿间隙26。所说明的控制电路28包括激励器，如压电驱动器30，其耦合到第一电极18和第二电极20。可供选择的，激励器可包括静电激励器、磁激励器、声激励器、微机电系统(MEMS)装置(如，MEMS机械弯曲、杠杆或悬臂)或者其它适合的激励器。构造该压电驱动器30或其它适合的激励器以便主动地控制热隧穿间隙26。此外，处理器32、反馈机构34、比较器36和积分器38都耦合到压电驱动器30和隧穿电流输入源22，用以控制并维持所需的热隧穿间隙26。工作中，通过在初始隧穿设定点操作隧穿电流输入源22来启动电子的热隧穿。随后，经由反馈机构34测量穿过第一电极18和第二电极20的隧穿电流。此外，反馈机构34可包括电流放大器，以根据测量到的隧穿电流调整穿过电极18和20的电流。但是，在本技术的范围内可以使用其它类型的反馈机构34。
工作中，比较器36将参考值与测量到的穿过第一电极18和第二电极20的隧穿电流相比较。然后积分器38将该测量到的电流传送给处理器32。处理器32根据测量到的穿过第一电极18和第二电极20的隧穿电流提供第一电极18和第二电极20的目标位置给压电驱动器30。作为响应该目标位置的结果，压电驱动器3 0调整第一和/或第二电极18和20的位置以得到第一电极18和第二电极20之间所需的热隧穿间隙26。有利的是，热隧穿间隙26的这种反馈控制调整帮助了第一和第二电极18和20之间的电子的热隧穿。
图3说明了根据本技术的实施例具有热传递装置42的冷却系统40。热传递装置42包括通过热隧穿间隙26间隔开的第一电极18和第二电极20。如所说明的，第一电极18热耦合到物体/区域12且第二电极20热耦合到物体/区域14。此外，第一电极18和第二电极20都耦合到具有如图中所示极性的隧穿电流输入源22上。以通过隧穿电流输入源22的初始隧穿电流启动热传递装置42。当电流流过第一电极18和第二电极20时，电子从物体12朝向物体14沿方向44移动越过热隧穿间隙26。电子沿方向44的移动从物体12传递走了热量，穿过间隙26，进入物体14，在物体14中热量被进一步传递离开系统40。有利的是，这种基于热隧穿的热量传递冷却了物体12。
图4说明了根据本技术的实施例具有热传递装置42的加热系统46。如上所述，热传递装置42包括两个电极18和20，它们分别热耦合到物体12和14。此外，热传递装置42耦合到隧穿电流输入源22。如所说明的，加热系统46中隧穿电流输入源22的极性与如图3中所示冷却系统40相比是相反的。这使得电子能够沿方向48从物体14流到物体12，这样，通过将热量从物体14传递到物体12来加热物体12。可通过各种技术来构成如上所述的热传递装置42，如，下面参考图5、6、7、8和9详细描述的示例性技术。
首先转到图5，说明了根据本技术的实施例具有电极的平面间隙控制的热传递装置50。该热传递装置50包括第一热传导衬底层52和第二热传导衬底层54。第一和第二热传导衬底层52和54包括传导材料，如陶瓷、金属、金属复合物或填充聚合物。在所说明的实施例中，第一和第二热传导衬底层52和54设置在第一和第二电极56和58的附近，使得第二电极58设置在第一电极56的上面。第一和第二电极56和58包括传导材料，如铜、银、镍、金、铂。可供选择的，第一和第二电极56和58可包括一叠传导材料，如铜和镍、镍和金、铜镍铂等。在一个实施例中，第一和第二电极56和58中至少有一个包括碳微管层。在其它实施例中，电极56和58可包括碱金属，如铯或钡。在这种实施例中，这些电极材料(如铯)可组合进气相的热传递装置50。例如，在制造过程中，热传递装置50可在真空中被加热，然后，铯气体可反向扩散到热传递装置50中，以形成电极56和58。
除了图5的前述特征，释放层60设置在第一电极56和第二电极58之间，以通过操作激励器62来帮助在第一和第二电极56和58之间形成所需的热隧穿间隙。例如，所说明的释放层60可包括金、铂、铼、钌、铑、钯、银、锇、铱(贵金属)或其它无氧化性的材料，其使得能够经由激励器62间隔开第一和第二电极56和58。最初，激励器62适用于分开第一和第二电极56和58之间的释放层60。在热传递装置50的工作过程中，激励器62适用于主动地控制第一和第二电极56和58之间的热隧穿间隙，例如，经由反馈或闭环控制。在本技术的特定实施例中，激励器62可包括压电机构、磁推斥机构、静电机构、声激励器、微机电系统(MEMS)装置(如，MEMS机械弯曲、杠杆或悬臂)等。其它激励器机构也在本技术的范围内。
如图5中进一步说明的，热传递装置50包括设置在第一和第二热传导衬底层52和54之间的第一和第二激励器电极64和66。此外，密封层68设置在第一和第二热传导衬底层52和54之间，以减小在热传递装置50工作过程中的热反向传递。密封层68包括密封材料，例如，焊料、熔融玻璃、环氧树脂、填充环氧树脂、金属合金等。在特定的实施例中，支撑层薄膜70也可设置在第二激励器电极66和第一电极56之间。如下面更详细描述的，可利用顺序成层或构造法构造热传递装置50。此外，在第一热传导衬底层52和第二热传导衬底层54之间的内腔72可以是真空的，以使得激励器62的操作可更精确地得到第一和第二电极56和58之间的热隧穿间隙。
现在转到图6，根据本技术的另一个实施例说明热传递装置74。热传递装置74包括如上参考图5所述的相同的部件，并且具有将在下文中描述的特定附加的特征。在这个实施例中，第一热传导层52包括第一热散布器，如第一铜散布器76，其被设置成与第一电极56进行热交换。此外，第二热传导层包括第二热散布器，如第二铜散布器78，其被设置成与第二电极58进行热交换。在其它的实施例中，热散布器76和78可包括其它的热传导材料，如铝、AlSiC、CuMoly、银、金属覆盖的pyrolitic石墨和填充聚合物。内密封层80也可设置在第一铜散布器76和第二铜散布器78之间。此外，外密封层82可设置在第一热传导衬底层52和第二热传导衬底层54之间，用以减小在热传递装置74工作过程中的热反向传递。
而且，提供有在第一铜散布器76和第一热传导衬底层52之间延伸的下部热中断区84，用以防止侧面的热量流动。同样地，提供有在第二铜散布器78和第二热传导衬底层54之间延伸的上部热中断区86。下部和上部热中断区84和86包括防止热量沿侧面方向流动的材料。例如，下部和上部热中断区84和86可包括的材料如玻璃、环氧树脂、聚合物、丙烯酸、聚碳酸酯、溶胶凝胶材料等。
图7和8说明了根据本技术的实施例具有电极的三维间隙控制的热传递装置90。热传递装置90包括第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94。第一和第二绝缘衬底层92和94分别包括绝缘材料，如环氧树脂、聚合物、丙烯酸、聚碳酸酯等。第一绝缘衬底层92包括第一组热通道96，且第二绝缘衬底层94包括第二组热通道98。热通道96和98可包括传导材料，如铜、银、CuMoly、AlSiC、金属覆盖聚合物、焊料等。在这个实施例中，第一电极56设置在第一和第二绝缘衬底层92和94各自之间，其中第一电极56被放置成邻近第一组热通道96。同样，第二电极58设置在第一和第二绝缘衬底层92和94各自之间，其中第二电极58被放置成邻近第二组热通道98。第一和第二电极56和58可包括传导材料，如铜、银、镍、金、铂等。可供选择的，第一和第二电极56和58可包括第一和第二电镀电极层。
热通道96和98适用于提高通过第一电极56和第二电极58的热传导和电传导。如上所述，释放层60设置在第一和第二电极56和58之间，以通过激励器62的操作帮助形成第一电极56和第二电极58之间所需的热隧穿间隙。在某些实施例中，激励器62包括设置在热隧穿间隙附近外围的多个激励器62机构。该多个激励器62的功能是用来调整第一和第二电极56和58之间的间隙距离和间隙对准方式。
在这个实施例中，激励器62包括第一和第二外接触衬垫100和102，它们分别在第一和第二绝缘衬底层92和94的外部耦合到激励器62。另外，内和外热传导粘合层80和82分别与第一和第二电极56和58以热接触方式设置在激励器62与第一和第二绝缘衬底层92和94中的每一个之间。而且，所说明的热传递装置90可用顺序成层或构造法构造。此外，经由多个激励器62实现并维持第一和第二电极56和58之间的热隧穿间隙。
现在参考图9，说明具有根据本技术的另一个实施例的三维间隙控制的热传递装置104。同样，热传递装置104的部件可与如上参考图7所述的特征相似，并具有将在下面详细描述的特定附加的特征。热传递装置104包括第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94。此外，第一热传导元件105被设置成通过第一绝缘衬底层92，且第二热传导元件106被设置成通过第二绝缘衬底层94。
第一电极56热耦合到第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94之间的第一热传导元件105。同样，第二电极58热耦合到第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94之间的第二热传导元件106。第一电极56和第二电极58可包括铜或其它适合的材料，如上面详细描述的。可供选择的，第一电极56和第二电极58可分别包括第一和第二电镀电极层。电镀层可包括一叠铜和镍或其它适合的材料层，如上面详细描述的。释放层60设置在第一电极56和第二电极58之间。此外，激励器62设置在第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94之间。工作中，如上面详细描述的，激励器62进行操作以使第一和第二电极56和58与释放层60间隔开，其后，控制第一和第二电极56和58之间的热隧穿间隙。
第一绝缘衬底层92和第二绝缘衬底层94可包括环氧树脂，尽管具有绝缘特性的其它材料也可使用。第一热传导元件105和第二热传导元件106可包括传导材料，例如，插入到分别在第一92和第二94绝缘衬底层中之一内的插孔中的铜片。此外，激励器62也包括第一和第二外接触衬垫100和102，它们分别在第一和第二衬底层92和94的外部耦合到激励器62。热传递装置104也包括设置在第一电极56和释放层60之间的粘合层108。粘合层108可包括粘合材料，例如，钛、钨等。
可用多种方式操作上面详细描述的热传递装置，如下面参考图10和11详细描述的示例性过程。首先参考图10，流程图说明了根据本技术的实施例的图5和图6中所示热传递装置的示例性工作方法110。过程110通过从释放层释放第一和第二电极开始(方框112)。例如，可通过在初始隧穿设定点操作热传递装置来实现第一和第二电极的释放，使得激励器根据反馈偏置彼此分开的第一和第二电极。通过进一步的例子，过程110可包含将热传递装置放置在真空腔的内部，并调整腔的温度，使得热传递装置内部的密封层被熔化。随后，使第一和第二电极通电流来启动激励器。
在方框114，通过第一和第二电极的电流的初始流动使得能够在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙。接下来，在方框116，过程110开始使热的电子穿过热隧穿间隙，从而帮助热量从第一电极传递到第二电极。如上面详细描述的，热量传递的方向可取决于隧穿输入电流源的极性。电子从第一电极到第二电极的通过可导致冷却与第一电极有热交换的第一部件，或冷却紧挨着的环境。此外，电子从第一电极到第二电极的通过可导致加热与第二电极有热交换的第二部件，或加热紧挨着的环境。而且，热量可以在第一和第二电极中的至少一个与通过热绝缘层延伸的多个热通道之间传递。
然后，过程110进行到测量穿过第一和第二电极的热隧穿电流(方框118)。热隧穿电流可通过反馈装置进行测量，如分别耦合到第一和第二电极的电流放大器。在方框120，过程110通过主动地移动第一和第二电极中的至少一个来控制第一和第二电极之间的热隧穿间隙，以调整热隧穿间隙的热传递效率。通过激励器调整第一和第二电极中至少一个的位置，该激励器是响应测量到的第一和第二电极之间的热隧穿电流来进行工作的。
现在转向图11，流程图说明了根据本技术的实施例的图7和图9中所示热传递装置的示例性工作方法122。过程122说明了用于热传递装置中第一和第二电极的三维间隙控制。过程122是通过从释放层释放第一和第二电极开始的(方框124)。通过在初始隧穿设定点操作热传递装置来实现第一和第二电极的释放。随后，使第一和第二电极通电流来启动激励器。
在方框126，通过第一和第二电极的电流的初始流动使得能够在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙。接下来，在方框128，过程122开始使热的电子穿过热隧穿间隙，这可以使得热量能够从第一电极传递到第二电极。热量传递的方向可取决于隧穿输入电流源的极性。结果，可以冷却与第一电极有热交换的第一部件，且可加热与第二电极有热交换的第二部件。
然后，过程122进行到测量穿过第一和第二电极的热隧穿电流(方框130)。在方框132，过程122通过根据测量到的热隧穿电流调整电极之间的间隙间距和间隙的角定向来主动地控制第一和第二电极之间的热隧穿间隙。这里，通过在不同侧使用多个激励器来调整第一和第二电极中至少一个的位置。电极位置的调整是借助于使输入电流通过多个激励器来实现的。
图12和图13说明了制造图5-9中所示热传递装置的示例性方法。首先参考图12，流程图说明了根据本技术的实施例的图5和图6中所示热传递装置的示例性制造方法134。过程134是通过提供第一热传导衬底层(方框136)开始的。可供选择的，过程134可提供具有在其中延伸的一个或多个热传导元件，例如多个通道的绝缘衬底。接下来，在第一热传导衬底层之上设置激励器(方框138)。例如，激励器可以包括压电机构、磁推斥机构或静电机构。而且，过程134可包括将第一和第二激励器电极延伸到激励器。此外，该步骤138可包括将激励器耦合到适用于在初始隧穿设定点操作热传递装置的输入电压源。
此外，在方框140，在激励器附近设置第一电极。在方框142，在第一电极之上设置释放层。在方框144，在释放层之上设置第二电极。如上面详细讨论的，释放层帮助第一和第二电极间隔开，以通过激励器的操作形成并维持热隧穿间隙。此外，在第二电极和第一热传导衬底层之上设置密封层。在方框146，在第二电极和第一热传导衬底层之上设置第二热传导衬底层。可供选择的，过程134可提供具有在其中延伸的一个或多个热传导元件，例如多个通道的绝缘衬底。该步骤146在存在密封层的情况下还可包括将热传导衬底层设置在密封层之上。该步骤146也可包括将激励器以及第一和第二电极密封在第一和第二热传导衬底层之间的腔内。
现在转向图13，流程图说明了根据本技术的实施例的图7和图9中所示热传递装置的示例性制造方法148。过程148是通过提供第一衬底层开始的(方框150)。例如，步骤150可包括提供热传导衬底层或具有在其中延伸的一个或多个热传导元件，例如多个通道的绝缘衬底层。接下来，过程148在外围位置第一衬底层之上设置多个激励器(方框152)。例如，该多个激励器可包括压电激励器、磁推斥激励器或静电激励器。而且，过程148的方框152可包括将第一和第二激励器电极延伸到激励器。此外，该步骤152可进一步包括将激励器耦合到适用于在初始隧穿设定点操作热传递装置的输入电压源。
此外，在方框154，在激励器附近设置第一电极。在方框156，在第一电极之上设置释放层。在方框158，在释放层之上设置第二电极。接下来，在第二电极和多个激励器之上设置第二衬底层(方框160)。例如，步骤160可包括提供热传导衬底层或具有在其中延伸的一个或多个热传导元件例如多个通道的绝缘衬底层。最后，过程148包括将激励器以及第一和第二电极密封在第一和第二衬底层之间的腔内。
图14说明了根据本技术的实施例的具有热装置42阵列的模块162。在这个实施例中，热传递装置42应用到阵列中，以满足环境的热管理需要。可组装热传递装置到模块中，在该模块中，这些装置进行串联的电耦合和并联的热耦合，以使得电子能够从模块162中的第一物体12流到模块162中的第二物体14，这样将热量从第一物体12传递到第二物体14。
上文中所描述的所述技术的各方面可发现应用在各种加热和冷却系统中，如制冷、空气调节、电子器件冷却、工业温度控制、发电等等。这些包括空调器、水冷器、冰箱、散热器、气候控制区域等。如上所述，这里描述的方法在相对精确地控制热隧穿装置的邻近电极间的间距和对准方式以满足上面提到的环境中所希望的热管理需要方面可以是有利的。
尽管本文中仅说明并描述了本发明的特定特征，但对于本领域的技术人员来说可进行许多种修改和改变。因此，应理解的是，所附的权利要求是打算覆盖落到本发明的真正精神内的所有这些修改和改变。
元件列表
10具有热传递装置的系统
12要冷却的物体
14热耗散侧
16散热器的散热片
18第一电极
20第二电极
22输入电流源
24电子
26纳米间隙
28用于间隙控制的控制电路
30压电驱动器
32计算机/处理器
34电流放大器
36比较器
38积分器
40具有热传递装置的冷却系统
42热传递装置
44电子流动方向
46具有热传递装置的加热系统
48用于加热系统的电子流动方向
50具有平面间隙控制的热传递装置
52第一传导衬底层
54第二传导衬底层
56第一电极
58第二电极
60释放层
62激励器
64第一激励器电极
66上部激励器电极
68密封层
70支撑薄膜
72内腔
74具有平面间隙控制的热传递装置(修改方案1)
76第一铜散布器
78第二铜散布器
80内部焊料
82外部焊料
84下部热中断区
86上部热中断区
90具有非平面间隙控制的热传递装置(方案2)
92第一绝缘衬底层
94第二绝缘衬底层
96第一组热通道
98第二组热通道
100第一电极接触衬垫
102第二电极接触衬垫
104具有非平面间隙控制的热传递装置(方案3)
105下部铜插入区
106上部铜插入区
108粘合层
110-118用于图5和图6中热传递装置的操作方法的过程步骤
120-128用于图7和图9中热传递装置的操作方法的过程步骤
130-140用于图5和图6中热传递装置的制造方法的过程步骤
142-152用于图7和图9中热传递装置的制造方法的过程步骤
154具有多个热装置的系统

Claims (10)

1.一种热传递装置(42)，包括：
第一衬底层；
第二衬底层；
设置在第一衬底层和第二衬底层之间的第一电极(18)；
设置在第一衬底层和第二衬底层之间的第二电极(20)；
设置在第一电极(18)和第二电极(20)之间的释放层(60)；和
邻近第一和第二电极设置的激励器(62)，其中激励器(62)适用于使第一和第二电极与释放层(60)间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙(26)，并且其中激励器(62)适用于主动地控制热隧穿间隙。
2.如权利要求1的装置，包括可操作地耦合到激励器(62)的反馈机构(34)，其中反馈机构(34)适用于测量穿过第一电极(18)和第二电极(20)的隧穿电流。
3.如权利要求1的装置，包括处理器(32)，该处理器(32)适用于根据测量到的穿过第一电极(18)和第二电极(20)的隧穿电流，将第一电极(18)和第二电极(20)的位置提供给激励器(62)。
4.一种热传递装置(50)，包括
第一热传导衬底层(52)；
设置在第一热传导衬底层(52)下面的第二热传导衬底层(54)；
设置在第一热传导衬底层(52)和第二热传导衬底层(54)之间的第一电极(56)；
设置在第一热传导衬底层(52)和第二热传导衬底层(54)之间的第二电极(58)，其中第二电极(58)设置在第一电极(56)的上面；
设置在第一电极(56)和第二电极(58)之间的释放层(60)；
设置在第二电极(58)下面的激励器(62)，其中激励器(62)适用于间隔开第一和第二电极之间的释放层(60)，以在第一和第二电极之间提供热隧穿间隙，并且其中激励器(62)适用于主动地控制热隧穿间隙。
5.一种热传递装置(90)，包括：
具有第一组热通道(96)的第一绝缘衬底层(92)；
具有第二组热通道(98)的第二绝缘衬底层(94)；
设置在第一和第二绝缘衬底层之间的第一电极(56)，该第一电极(56)邻近第一组热通道(96)；
设置在第一和第二绝缘衬底层之间的第二电极(58)，该第二电极(58)邻近第二组热通道(98)；
设置在第一电极(56)和第二电极(58)之间的释放层(60)；和
设置在第一和第二绝缘衬底层之间的激励器(62)，其中激励器(62)适用于使第一和第二电极与释放层(60)间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙，且其中，激励器(62)适用于主动地控制热隧穿间隙。
6.一种热传递装置(104)，包括：
第一绝缘衬底层(92)；
第二绝缘衬底层(94)；
通过第一绝缘衬底层(92)设置的第一热传导元件(105)；
通过第二绝缘衬底层(94)设置的第二热传导元件(106)；
在第一和第二绝缘衬底层之间热耦合到第一热传导元件(105)的第一电极(56)；
在第一和第二绝缘衬底层之间热耦合到第二热传导元件(106)的第二电极(58)；
设置在第一电极(56)和第二电极(58)之间的释放层(60)；和
设置在第一和第二绝缘衬底层之间的激励器(62)，其中激励器(62)适用于使第一和第二电极与释放层(60)间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙，并且其中激励器(62)适用于主动地控制热隧穿间隙。
7.一种操作热传递装置的方法，包括：
从释放层(60)释放第一和第二电极，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙；
使热电子穿过热隧穿间隙，以在第一和第二电极之间传递热量；和
主动地移动第一和第二电极中的至少一个，以控制热隧穿间隙。
8.一种操作热装置的方法，包括：
释放第一和第二电极，以在第一电极(56)和第二电极(58)之间打开热隧穿间隙；
使热电子穿过热隧穿间隙，以在第一和第二电极之间传递热量；和
通过调整第一和第二电极之间的间距和角定向来主动地控制热隧穿间隙。
9.一种制造热传递装置的方法，包括：
提供第一热传导衬底层(52)；
将激励器(62)设置在第一热传导衬底层(52)之上；
将第一电极(56)置于激励器(62)附近；
将释放层(60)设置在第一电极(56)之上；
将第二电极(58)置于释放层(60)之上；以及
在第二电极(58)之上提供第二热传导衬底层(54)。
10.一种制造热传递装置的方法，包括：
提供第一衬底层(92)；
在第一衬底层(92)的周围部分将多个激励器(62)设置在第一衬底层(92)之上；
将第一电极(56)置于第一衬底层(92)之上，从而使得第一电极(56)的第一部分设置在多个激励器(62)之间；
将释放层(60)设置在第一电极(56)的第一部分之上；
将第二电极(58)置于释放层(60)之上，从而使得第二电极(60)的第二部分被设置成与多个激励器(62)之间的第一电极(56)的第一部分相对；
在第二电极(58)和多个激励器(62)之上提供第二衬底层(94)，其中多个激励器(62)适用于使第一和第二电极与释放层(60)间隔开，以在第一和第二电极之间打开热隧穿间隙。
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