JP7376485B2 - 電荷キャリアガイド装置およびその用途 - Google Patents
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Claims (28)
- 電荷および/または磁気モーメントを有し、電荷キャリアと電子を含むキャリアをガイドし;キャリア用の曲線状や角のあるメイン経路を有する層状移動区域においてキャリアをガイドするためのガイド;メイン経路に沿って配置される電気接点;およびメイン経路に沿ってキャリアをガイドするためのフィールドを生成して、電圧や電力が接点において発生し、および/またはキャリアが接点において互いに異なる確率密度/存在密度を有するようにするフィールド生成手段を含む装置であって、
前記ガイドが移動区域を形成する1個や数個の螺旋状のグラフェンストリップ/層から形成され、
前記ガイドが移動区域を形成する六方晶構造を有する炭素同素体から形成され;および/または
前記ガイドが移動区域を形成する1層や数層のファンデルワールスヘテロ構造から形成され;および/または
前記ガイドが移動区域を形成するナノチューブから形成され;および/または
前記ガイドが境界面において、および/または材料内において少なくとも部分的な非弾性衝突や散乱を起こし、且つ、キャリアに対して長い平均自由行程長を示す材料から形成されることを特徴とする装置。 - 前記ガイドが周期律表の第4主族元素の2次元同素体から形成され、移動区域を形成する六方晶構造を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記ナノチューブが周期律表の第4主族元素から形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
- 前記ガイドが移動区域を形成する1個や数個のカーボンナノチューブから形成されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイドが移動区域を形成する1個や数個の螺旋状のカーボンナノチューブから形成されることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の装置。
- 移動区域を形成する1個や数個の螺旋状のグラフェンストリップ/層から形成されたガイドを多数有することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の装置。
- 移動区域を形成する1個や数個の螺旋状のカーボンナノチューブから形成されたガイドを多数有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の装置。
- 共通軸線に沿って上下に螺旋状に配置される多数のガイドおよび/またはメイン経路を有することを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の装置。
- 多数のガイドが共通平面に配置されて直列および/または並列に連結されることを特徴とする、請求項1~8のいずれか1項に記載の装置。
- 電荷および/または磁気モーメントを有し、電荷キャリアと電子を含むキャリアをガイドし;キャリア用の曲線状や角のあるメイン経路を有する層状移動区域においてキャリアをガイドするためのガイド;メイン経路に沿って配置される電気接点;およびメイン経路に沿ってキャリアをガイドするためのフィールドを生成して、電圧や電力が接点において発生し、および/またはキャリアが接点において互いに異なる確率密度/存在密度を有するようにするフィールド生成手段を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の装置であって、
前記ガイドが移動区域を形成する2次元電子ガスや薄い超電導層を形成し;
前記装置が共通軸線に沿って螺旋状に上下に配置される多数のガイドおよび/またはメイン経路を含み;および/または
前記装置が共通平面に配置されて直列および/または並列に連結される多数のガイドを含み;および/または
前記装置がストリップ状の連結素子によって直列および/または並列に連結される多数のガイドおよび/またはメイン経路を含み、当該ガイドおよび/またはメイン経路が連結素子の縦軸線に鋭角や平行に連結素子に連結され;および/または
前記ガイドが互いに異なるようにドープされた半導体や半導体材料からなるレイヤシステムを含み、材料間の境界面に2次元電子ガスが形成され、レイヤシステムが少なくとも1層のInGaAsおよび/または少なくとも1層のInPを含むが境界面に2次元電子ガスが形成されるようにすることを特徴とする装置。 - 前記装置が多数の平面を有し、各々の平面に多数のガイドが配置されて直列および/または並列に連結されることを特徴とする、請求項1~10のいずれか1項に記載の装置。
- 各々の平面において1000個以上のガイドが並列に連結され、100個以上のガイドが直列に連結されることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の装置。
- 隣接したガイドが中間領域によって同じ平面において分離されることを特徴とする、請求項1~12のいずれか1項に記載の装置。
- 隣接したガイドが中間層によって互いに分離されることを特徴とする、請求項1~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイド、移動区域および/またはメイン経路が一つの平面にまたは閉じられた表面に沿って伸び、当該平面や表面において曲線状および/または角のある形態であることを特徴とする、請求項1~14のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイドが上下に重なるように置かれた2個の層や固体を有し、当該固体は、フェルミ準位が互いに異なり、移動区域を有し、2次元電子ガスが当該固体の境界面に形成されることを特徴とする、請求項1~15のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイドが上下に重なるように置かれる多数の移動区域、電子ガスおよび/または超電導層を有するかまたは形成することを特徴とする、請求項1~16のいずれか1項に記載の装置。
- キャリア用の移動区域の側面が少なくとも部分的に散乱および/または非鏡面反射をすることを特徴とする、請求項1~17のいずれか1項に記載の装置。
- 移動区域の平均幅とメイン経路の曲率半径が移動区域内のキャリアの平均自由行程長と同じであるかまたは小さいことを特徴とする、請求項1~18のいずれか1項に記載の装置。
- 移動区域でのキャリアの平均自由行程長がメイン経路を沿った接点の間隔やメイン経路の長さの25%以上であることを特徴とする、請求項1~19のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイドおよび/または移動区域が一度や何度も角度がつき、および/または少なくとも幾つかの区域においてアーチ形状であるか半円形状であることを特徴とする、請求項1~20のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ガイドおよび/または移動区域の曲率半径が100nmより大きく、2000nmより小さいことを特徴とする、請求項1~21のいずれか1項に記載の装置。
- 前記メイン経路の曲率半径が100nmより大きく、2000nmより小さいことを特徴とする、請求項1~22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記フィールド生成手段が磁場を生成することを特徴とする、請求項1~23のいずれか1項に記載の装置。
- フィールドを一定に維持しつつ、接点を通して電力を発生させてキャリアの熱エネルギーを除去して冷却する、請求項1~24のいずれか1項に記載の装置の用途。
- フィールドを一定に維持しつつ、接点を通した電流を測定してキャリアの散乱や軌跡および/または電磁気線を測定/決定する、請求項1~24のいずれか1項に記載の装置の用途。
- 1次元や2次元の電子ガスや超電導体内の物理的特性を測定/決定する、請求項1~24のいずれか1項に記載の装置の用途。
- 接点からの電圧を測定し、磁場強度を決定して、ガイドに作用する磁場強度を検知または測定する、請求項1~24のいずれか1項に記載の装置の用途。
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