JP7207831B2 - 電磁波を連続電流に変換するための変換器 - Google Patents
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Description
電磁波をとらえ、前記電磁波の周波数に等しい周波数を有する交流電流を生成するように、前記電磁波の周波数において共振するように構成された少なくとも1つのアンテナと、
前記交流電流を連続電流へと変えるための少なくとも1つの整流器であって、前記少なくとも1つの整流器が前記アンテナに直列に接続されている、少なくとも1つの整流器と
を具備する。
前記電磁波の波長の4分の1と等しい厚さを有する誘電体層と、
金属材料の導電性層と
を備える。
第1の表面及び前記第1の表面とは反対側を向いた第2の表面を含む第1の誘電体層であり、前記第1の誘電体層が前記電磁波の波長の4分の1と等しい厚さを有する、第1の誘電体層と、
前記アンテナの導電性層の金属材料とは異なる第1の金属材料から作られている第1の電極又はカソードであり、前記第1の電極が前記第1の誘電体層の第1の表面と部分的に接触しており、且つ前記アンテナと部分的に接触しており、断面では、前記第1の電極が、第1の高さを有し、1の誘電体層の第1の表面と接触している第1の端部及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第1の側、第1の誘電体層の第1の表面と接触している第1の端部及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第2の側、並びに前記第1の側の第2の端部を前記第2の側の第2の端部に接続している第3の側を有し、前記第3の側は、前記第1の側及び前記第3の側が接触点を有するような方法で前記第1の側の第2の端部と接触している第1の端部を有する、第1の電極又はカソードと、
第1の部分を含む第2の誘電体層であり、前記第1の部分が、前記第1の電極の前記第3の側のある部位と接触している第1の部位と、前記第1の電極の前記第1の側と接触している第2の部位と、前記第1の誘電体層の第1の表面のある部位と接触している第3の部位とを含む、第2の誘電体層と、
前記アンテナの金属材料と等しい第2の金属材料から作られ、第2の電極が前記第2の誘電体層の前記第1の部分によって前記第1の電極から分離されるように、前記第2の層誘電体の第1の部分と部分的に接触している第2の電極又はアノードであり、断面では、前記第2の電極が前記第1の電極の第1の高さよりも大きい第2の高さを有する、第2の電極又はアノードと
を含む。
前記誘電体層の第1の表面と接触している補強層であって、前記補強層がクロムから作られることが好ましい、補強層と、
前記誘電体層の第2の表面と接触している支持層と
を含むことができ、
前記導電性層が、前記補強層と接触して配置され、前記導電性層が金から作られることが好ましい。
電磁波をとらえ、前記電磁波の周波数に等しい周波数を有する交流電流を生成するように前記電磁波の周波数において共振するように構成された少なくとも1つのアンテナ1と、
前記交流電流を連続電流へと変えるための少なくとも1つの整流器2であって、前記少なくとも1つの整流器2が前記アンテナに直列に接続されている、少なくとも1つの整流器2と
を備える。
(図3を参照して下記に示される)前記電磁波の波長の4分の1と等しい厚さを有する誘電体層110と、
(図3及び図4を参照して下記に示される)金属材料の導電性層130、130’と
を備える。
第1の部位S1の長さが1.8508μmであり、
第2の部位S2の長さが4.775μmであり、
第3の部位S3の長さが3.5258μmであり、
第4の部位S4の長さが3.4306μmであり、
第5の部位S5の長さが2.3696μmであり、
第6の部位S6の長さが2.1427μmであり、
第7の部位S7の長さが1.3757μmであり、
第8の部位S8の長さが0.9082μmである。
第1の部位S1’の長さが1.7523μmであり、
第2の部位S2’の長さが4.7273μmであり、
第3の部位S3’の長さが3.5258μmであり、
第4の部位S4’の長さが3.4367μmであり、
第5の部位S5’の長さが2.3652μmであり、
第6の部位S6’の長さが2.1414μmであり、
第7の部位S7’の長さが1.3911μmであり、
第8の部位S8’の長さが0.9242μmである。
支持層100、
誘電体層110、
金属材料の、好ましくはクロムの補強層120、
金属材料の、好ましくは金の導電性層130
を含む。
支持層100、
誘電体層110、
金属材料の、好ましくはアルミニウム又は銅の導電性層130’
を含む。
第1の表面21A及び前記第1の表面21Aとは反対側を向いた第2の表面21Bを含む第1の誘電体層21であって、前記第1の誘電体層21が前記電磁波の波長の4分の1と等しい厚さを有する、第1の誘電体層21と、
アンテナ1の導電性層130の金属材料とは異なる第1の金属材料から作られた第1の電極又はカソード22であって、前記第1の電極22が前記第1の誘電体層21の第1の表面21Aと部分的に接触しており、且つ前記アンテナ1、1’と(特に前記アンテナ1の第1のダイポール1Aと)部分的に接触しており、断面では、前記第1の電極22が、第1の高さH1を有し、第1の誘電体層21の第1の表面21Aと接触している第1の端部及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第1の側221、第1の誘電体層21の第1の表面21Aと接触している第1の端部及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第2の側222、並びに前記第1の側221の第2の端部を前記第2の側222の第2の端部に接続している第3の側223を有し、前記第3の側223は、前記第1の側及び前記第3の側が接触点Pを有するような方法で前記第1の側221の第2の端部と接触している第1の端部を有する、第1の電極又はカソード22と、
第1の部分231を含む第2の誘電体層23であって、前記第1の部分が、前記第1の電極22の前記第3の側223のある部位と及び前記アンテナ1のある部位と(特に前記アンテナ1の第1のダイポール1Aと)接触している第1の部位231Aと、前記第1の電極22の前記第1の側221と接触している第2の部位231Bと、前記第1の誘電体層21の第1の表面21Aのある部位と接触している第3の部位231Cとを含む、第2の誘電体層23と、
前記アンテナ1の導電性層の金属材料と等しい第2の金属材料から作られ、第2の電極24が前記第2の誘電体層23の前記第1の部分231によって前記第1の電極22から分離されるように、前記第2の層誘電体23の第1の部分と部分的に接触している第2の電極又はアノード24であって、断面では、前記第2の電極24が前記第1の電極22の第1の高さH1よりも大きい第2の高さH2を有する、第2の電極又はアノード24と
を含む。
Claims (15)
- 1mmと400nmとの間の波長を有する電磁波を連続電流に変換するための変換器であって、
電磁波をとらえ、前記電磁波の周波数に等しい周波数を有する交流電流を生成するように、前記電磁波の前記周波数において共振するように構成された少なくとも1つのアンテナ(1、1’)と、
前記交流電流を連続電流へと変えるための少なくとも1つの整流器(2)であって、前記少なくとも1つの整流器(2)が、前記アンテナ(1、1’)に直列に接続されている、少なくとも1つの整流器(2)と、
を具備し、
前記アンテナ(1、1’)が、
前記電磁波の前記波長の4分の1と等しい厚さを有する誘電体層(110)と、
金属材料の導電性層(130、130’)と、
を備え、
前記整流器(2)が、量子ダイオードを備え、前記量子ダイオードが、
第1の表面(21A)及び前記第1の表面(21A)とは反対側を向いた第2の表面(21B)を含む第1の誘電体層(21)であって、前記第1の誘電体層(21)が、前記電磁波の前記波長の4分の1と等しい厚さを有する、第1の誘電体層(21)と、
前記アンテナ(1、1’)の前記導電性層(130、130’)の前記金属材料とは異なる第1の金属材料から作られた第1の電極又はカソード(22)であって、前記第1の電極(22)が、前記第1の誘電体層(21)の前記第1の表面(21A)と部分的に接触しており、且つ前記アンテナ(1、1’)と部分的に接触しており、断面では、前記第1の電極(22)が、第1の高さ(H1)を有し、前記第1の誘電体層(21)の前記第1の表面(21A)と接触している第1の端部及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第1の側(221)、前記第1の誘電体層(21)の前記第1の表面(21A)と接触している第1の端部、及び前記第1の端部とは反対にある第2の端部をともなう第2の側(222)、並びに前記第1の側(221)の前記第2の端部を前記第2の側(222)の前記第2の端部に接続している第3の側(223)を有し、前記第3の側(223)は、前記第1の側及び前記第3の側が接触点(P)を有するような方法で前記第1の側(221)の前記第2の端部と接触している第1の端部を有する、第1の電極又はカソード(22)と、
第1の部分(231)を含む第2の誘電体層(23)であって、前記第1の部分が、前記第1の電極(22)の前記第3の側(223)のある部位と接触している第1の部位(231A)と、前記第1の電極(22)の前記第1の側(221)と接触している第2の部位(231B)と、前記第1の誘電体層(21)の前記第1の表面(21A)のある部位と接触している第3の部位(231C)とを含む、第2の誘電体層(23)と、
前記アンテナ(1、1’)の前記導電性層(130、130’)の前記金属材料と等しい第2の金属材料から作られ、第2の電極(24)が前記第2の誘電体層(23)の前記第1の部分(231)によって前記第1の電極(22)から分離されるように、前記第2の層誘電体(23)の前記第1の部分と部分的に接触している第2の電極又はアノード(24)であって、断面では、前記第2の電極(24)が、前記第1の電極(22)の前記第1の高さ(H1)よりも大きい第2の高さ(H2)を有する、第2の電極又はアノード(24)と、
を含み、
前記第1の側(221)及び前記第3の側(223)は、各々のアンテナ(1、1’)が前記電磁波の前記周波数で共振し、電子のそれぞれの量が前記接触点(P)に応じて前記第2の誘電体層(23)をトンネル効果でジャンプして前記第1の電極(22)から前記第2の電極(24)へと移動するように、前記第1の側(221)及び前記第3の側(223)が、0°よりも大きく、且つ90°以下の角度を形成するような方法で、配置される、変換器。 - 前記角度が、5°と30°との間であることを特徴とする、請求項1に記載の変換器。
- 前記第2の誘電体層(23)が、1.5nm~4nmの範囲にわたる厚さを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の変換器。
- 前記第2の誘電体層(23)が、前記第1の部分(231)から間隔を空け、前記第1の電極(22)の前記第3の側(223)のさらなる部位と接触している第1の部位(232A)、前記第1の電極(22)の前記第2の側(222)と接触している第2の部位(232B)、前記第1の誘電体層(21)の前記第1の表面(21A)のさらなる部位と接触している第3の部位(232C)を含む第2の部分(232)を備えることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の変換器。
- 前記第2の部分(232)と前記第1の部分(231)との間の距離が、70nmと100nmとの間であることを特徴とする、請求項4に記載の変換器。
- 前記量子ダイオードが、前記第1の誘電体層(21)の前記第2の表面(21B)と接触して配置された支持層(20)を含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の変換器。
- 前記量子ダイオードの前記支持層(20)が、次の群、即ち、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステル織布、シクロオレフィン共重合体から選択される材料から作られることを特徴とする、請求項6に記載の変換器。
- 前記支持層(20)が、次の群、即ち、ガラス、プレキシガラスから選択される材料から作られることを特徴とする、請求項6に記載の変換器。
- 前記第1の誘電体層(21)が二酸化ケイ素から作られ、
前記第1の電極(22)がクロムであり、
前記第2の誘電体層(23)が三酸化二アルミニウム又は二酸化ハフニウムから作られ、
前記第2の電極(24)が金から作られることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の変換器。 - 前記アンテナ(1、1’)の前記誘電体層(110)が、第1の表面(110A)及び前記第1の表面(110A)とは反対側を向いた第2の表面(110B)を有することと、
前記アンテナ(1、1’)が、
前記誘電体層(110)の前記第1の表面(110A)と接触している補強層(120)と、
前記誘電体層(110)の前記第2の表面(110B)と接触している支持層(100)と、
を含むことと、
前記導電性層(130)が、前記補強層(120)と接触して配置されていること、を特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の変換器。 - 前記アンテナ(1、1’)の前記誘電体層(110)が、第1の表面(110A)及び前記第1の表面(110A)とは反対側を向いた第2の表面(110B)を有することと、
前記アンテナ(1)が、
前記誘電体層(110)の前記第2の表面(110B)と接触している支持層(100)を含むことと、
前記導電性層(130’)が、前記誘電体層(110)の前記第1の表面(110A)と接触して配置されていること、を特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の変換器。 - 前記アンテナ(1、1’)の前記支持層(100)が、次の群、即ち、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステル織布、シクロオレフィン共重合体から選択される材料から作られることを特徴とする、請求項10又は11に記載の変換器。
- 前記誘電体層(110)が、二酸化ケイ素から作られることを特徴とする、請求項10~12のいずれか一項に記載の変換器。
- 前記アンテナ(1、1’)が、第1のダイポール(1A、1A’)及び第2のダイポール(1B、1B’)を備え、前記アンテナ(1、1’)が平面アンテナであることを特徴とする、請求項1~13のいずれか一項に記載の変換器。
- 前記アンテナ(1、1’)の厚さが、0.3μmと0.5μmとの間であることを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の変換器。
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