場(chǎng)發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】場(chǎng)發(fā)射裝置被構(gòu)造為熱機(jī)。在一實(shí)施方式中，一種裝置包括：陰極；陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量；位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器；位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的第一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸到所述陽(yáng)極。
【專利說(shuō)明】場(chǎng)發(fā)射裝置
相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
[0001]本申請(qǐng)涉及并要求如下所列申請(qǐng)(“相關(guān)申請(qǐng)”)的最早可用的有效申請(qǐng)日的權(quán)益(例如，要求不同于臨時(shí)專利申請(qǐng)的專利申請(qǐng)的最早可用的 優(yōu)先權(quán)日:期或根據(jù)35USC § 119 (e)要求臨時(shí)專利申請(qǐng)、相關(guān)申請(qǐng)的任何及所有的母專利申請(qǐng)、祖專利申請(qǐng)、曾祖專利申請(qǐng)等的權(quán)益)。相關(guān)申請(qǐng)以及相關(guān)申請(qǐng)的任何及所有的母專利申請(qǐng)、祖專利申請(qǐng)、曾祖專利申請(qǐng)等的所有主題，包括任何優(yōu)先權(quán)主張，在這樣的主題不與本文相矛盾的程度上，都通過(guò)引用并入本文。
相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35USC § 119(e)主張名稱為《場(chǎng)發(fā)射裝置》、以羅德利克.A.海德、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘和小勞威爾.L.伍德作為發(fā)明人、于2011年12月29日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.61/631，270的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0003]本申請(qǐng)根據(jù)35USC § 119(e)主張名稱為《場(chǎng)發(fā)射裝置》、以羅德利克.A.海德、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘和小勞威爾.L.伍德作為發(fā)明人、于2011年12月30日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/374，545的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0004]本申請(qǐng)根據(jù)35USC § 119(e)主張名稱為《場(chǎng)發(fā)射裝置》、以羅德利克.A.海德、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘和小勞威爾.L.伍德作為發(fā)明人、于2012年4月26提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.61/638，986的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0005]本申請(qǐng)是名稱為《場(chǎng)發(fā)射裝置的性能優(yōu)化》、以羅德利克.A.海德、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘和小勞威爾.L.伍德作為發(fā)明人、于2012年7月10日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/545，504的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0006]本申請(qǐng)是名稱為《場(chǎng)發(fā)射裝置的材料和配置》、以杰茜*R ?奇賽姆三世、菲利普?安德魯.艾克豪夫、威廉.蓋茨、羅德利克.A.海德、莫瑞爾.Y.伊?？ㄍ?、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘、羅伯特.C.派托斯奇、克萊潤(rùn)斯.T.泰格林、大衛(wèi).B.塔克曼、查爾斯.威特莫、小勞威爾.L.伍德和維克特里拉.Y.H.伍德作為發(fā)明人、于2012年8月16日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/587,762的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0007]本申請(qǐng)根據(jù)35USC § 119 (e)主張名稱為《電子裝置石墨烯柵》、以羅德利克.A.海德、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘和小勞威爾.L.伍德作為發(fā)明人、于2012年9月12提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/612，129的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0008]本申請(qǐng)是名稱為《帶有抑制器柵的陽(yáng)極》、以杰茜.R.奇賽姆三世、菲利普.安德魯.艾克豪夫、威廉.蓋茨、羅德利克.A.海德、莫瑞爾.Y.伊?？ㄍ?、喬丁.T.凱拉、內(nèi)森.P.梅偌德、托尼.S.潘、羅伯特.C.派托斯奇、克萊潤(rùn)斯.T.泰格林、大衛(wèi).B.塔克曼、查爾斯.威特莫、小勞威爾.L.伍德和維克特里拉.Y.H.伍德作為發(fā)明人、于2012年11月I日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/666,759的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)目前共同待定或是讓目前共同待定的申請(qǐng)享有該申請(qǐng)日的權(quán)益的申請(qǐng)。
[0009]美國(guó)專利局(USPTO)發(fā)布效果公告告知，美國(guó)專利商標(biāo)局的計(jì)算機(jī)程序要求專利 申請(qǐng)人:引用序列號(hào)并指明申請(qǐng)是否是母申請(qǐng)的繼續(xù)申請(qǐng)、部分繼續(xù)申請(qǐng)、或分案申請(qǐng)。斯蒂芬*G.庫(kù)寧，《先前提交的申請(qǐng)的益處》，《美國(guó)專利商標(biāo)局官方公報(bào)》，2003年3月18日。本 申請(qǐng)人:實(shí)體(以下簡(jiǎn)稱“ 申請(qǐng)人:”)在上文特別提及了一個(gè)或多個(gè)申請(qǐng)，按法律規(guī)定要求該一個(gè)或多個(gè)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。 申請(qǐng)人:理解，法律在其具體的引用語(yǔ)言方面是清楚的，不需要序列號(hào)，也不需要諸如“繼續(xù)”或“部分繼續(xù)”之類的任何特征來(lái)要求美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。盡管有上述規(guī)定，但 申請(qǐng)人:理解，美國(guó)專利商標(biāo)局的計(jì)算機(jī)程序有一定的數(shù)據(jù)輸入要求，因此， 申請(qǐng)人:已提供了在本申請(qǐng)與上文所述母申請(qǐng)之間的關(guān)系的指定，但明確指出，這樣的指定決不以任何方式解釋為對(duì)本申請(qǐng)除了其母申請(qǐng)的內(nèi)容外是否還包含任何新內(nèi)容的任何類型的評(píng)論和/或認(rèn)可。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在一實(shí)施方式中，一種裝置包括:陰極；陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量；位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源，以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陽(yáng)極誘導(dǎo)電子發(fā)射的抑制器電勢(shì)；位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的第一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
[0011]在一實(shí)施方式中，一種方法包括:施加?xùn)艠O電勢(shì)以選擇性地釋放第一區(qū)域中的束縛態(tài)的第一成組的電子；施加抑制器電勢(shì)以選擇性地將不同于所述第一區(qū)域的第二區(qū)域中的束縛態(tài)的第二成組的電子的發(fā)射釋放，所述第二區(qū)域具有大于所述第一區(qū)域的陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；以及使所述第一成組的電子的一部分穿過(guò)充氣區(qū)且將所述第一成組的電子的所通過(guò)部分約束在所述第二區(qū)域中。
[0012]在一實(shí)施方式中，一種方法包括:接收與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器；處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)功率輸出；基于比所述第一功率輸出大的第二功率輸出產(chǎn)生第二信號(hào)；以及發(fā)送與所述第二功率輸出對(duì)應(yīng)的所述第二信號(hào)。
[0013]在一實(shí)施方式中，一種裝置包括:被配置來(lái)接收與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)的電路，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器；被配置來(lái)處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)功率輸出的電路；被配置來(lái)基于比所述第一功率輸出大的第二功率輸出產(chǎn)生第二信號(hào)的電路；以及被配置來(lái)發(fā)送與所述第二功率輸出對(duì)應(yīng)的所述第二信號(hào)的電路。
[0014]在一實(shí)施方式中，一種方法包括:接收與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器；處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)熱力學(xué)效率；基于比所述第一熱力學(xué)效率大的第二熱力學(xué)效率產(chǎn)生第二信號(hào)；以及發(fā)送與所述第二熱力學(xué)效率對(duì)應(yīng)的所述第二信號(hào)。
[0015]在一實(shí)施方式中，一種裝置包括:被配置來(lái)接收與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)的電路，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器；被配置來(lái)處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)熱力學(xué)效率的電路；被配置來(lái)基于比所述第一熱力學(xué)效率大的第二熱力學(xué)效率產(chǎn)生第二信號(hào)的電路；以及被配置來(lái)發(fā)送與所述第二熱力學(xué)效率對(duì)應(yīng)的所述第二信號(hào)的電路。
[0016]在一實(shí)施方式中，一種熱機(jī)包括:具有第一溫度的陰極；具有比所述第一溫度低的第二溫度的陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量；位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陽(yáng)極誘導(dǎo)電子發(fā)射的抑制器電勢(shì)；位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
[0017]在一實(shí)施方式中，一種裝置包括:陰極；陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量；位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源以產(chǎn)生抑制器電勢(shì)，其中所述抑制器電勢(shì)被選擇為小于所述陽(yáng)極電勢(shì)和陽(yáng)極功函數(shù)之和；位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的第一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
[0018]在一實(shí)施方式中，一種方法包括:施加?xùn)艠O電勢(shì)以選擇性地釋放第一區(qū)域中的束縛態(tài)的第一成組的電子，所述第一區(qū)域具有第一溫度；施加抑制器電勢(shì)以選擇性地將不同于所述第一區(qū)域的第二區(qū)域中的束縛態(tài)的第二成組的電子的發(fā)射釋放，所述第二區(qū)域具有大于所述第一區(qū)域的陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)，所述第二區(qū)域具有低于所述第一溫度的第二溫度；以及使所述第一成組的電子的一部分穿過(guò)充氣區(qū)且將所述第一成組的電子的所通過(guò)部分約束在所述第二區(qū)域中。
[0019]前面所述是概要，因此，可能包含對(duì)細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、概括、包含和/或省略；因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本概述僅僅是說(shuō)明性的，并無(wú)意于以任何方式進(jìn)行限制。本文說(shuō)明的裝置和/或過(guò)程和/或其他主題的其它方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)在本文所闡述的教義下將是顯而易見(jiàn)的。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是一種包括陰極、柵極、抑制器和陽(yáng)極的裝置的示意圖。
[0021]圖2是對(duì)應(yīng)于圖1的裝置的實(shí)施方式的能級(jí)的示意圖。
[0022]圖3是一種包括陰極、柵極、抑制器、陽(yáng)極和屏柵的裝置的示意圖。
[0023]圖4是一種包括陰極、柵極、抑制器、陽(yáng)極和電路的裝置的示意圖。
[0024]圖5-6是說(shuō)明方法的流程圖。
[0025]在不同的附圖中使用相同的符號(hào)通常表示是相似項(xiàng)或相同項(xiàng)。

【具體實(shí)施方式】
[0026]在下面的詳細(xì)說(shuō)明中，參照了附圖，附圖形成了其一部分。在附圖中，除非上下文另有規(guī)定，否則相似的符號(hào)通常表示相似的部件。在詳細(xì)說(shuō)明、附圖和權(quán)利要求中說(shuō)明的說(shuō)明性的實(shí)施方式并不意味著是限制性的。可以使用其它的實(shí)施方式以及可以進(jìn)行其它變化而不偏離在這里提出的本主題的精神或范圍。
[0027]在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖1所示，裝置100包括陰極102、布置為與陰極102大致平行的陽(yáng)極108，其中陽(yáng)極108和陰極102容易接受第一功率源110，以產(chǎn)生比陰極電勢(shì)高的陽(yáng)極電勢(shì)202。在此討論中，慣例是一般參考相對(duì)于陰極電勢(shì)的值的電勢(shì)，在這樣的情況下，陰極電勢(shì)的值可以視為零。對(duì)于對(duì)應(yīng)于熱機(jī)的圖1的實(shí)施方式，對(duì)應(yīng)于圖1的裝置的陽(yáng)極電勢(shì)202和其它電勢(shì)示于圖2。該裝置100還包括設(shè)置在所述陽(yáng)極108和所述陰極102之間的柵極104，所述柵極104容易接受第二功率源112，以產(chǎn)生柵極電勢(shì)204，其中，所述柵極電勢(shì)204被選擇為從陰極102誘導(dǎo)具有高于第一閾值能量208的能量的第一成組的電子206的電子發(fā)射。裝置100還包括設(shè)置于柵極104和陽(yáng)極108之間的抑制器106，抑制器106容易接受第三功率源114，以產(chǎn)生被選擇用來(lái)阻止來(lái)自陽(yáng)極108的具有低于第二閾值能量209的能量的第二成組的電子207的電子發(fā)射而讓所述第一成組的電子206的至少一部分通過(guò)的抑制器電勢(shì)210。在該實(shí)施方式中，陽(yáng)極108被置為接收所述第一成組的電子206的所通過(guò)部分。在一些實(shí)施方式中，陽(yáng)極輸出124可以被電連接，以便為裝置提供功率。
[0028]雖然在傳統(tǒng)上陰極被認(rèn)為是電子發(fā)射器，而陽(yáng)極被認(rèn)為是電子接收器，但在這里所介紹的實(shí)施方式中，陰極和陽(yáng)極兩者一般都發(fā)射和接收電子。在本文所說(shuō)明的實(shí)施方式中的凈電流和熱流可以由陰極102和陽(yáng)極108的溫度、陽(yáng)極電勢(shì)202和柵極與抑制器的電勢(shì)204、210來(lái)確定。在本文所說(shuō)明的一些實(shí)施方式中，諸如在將熱量從較高溫度轉(zhuǎn)移到較低溫度的生電熱機(jī)中，凈電子流和熱流是從陰極102移動(dòng)到陽(yáng)極108，而在本文所說(shuō)明的其它實(shí)施方式中，諸如在將熱量從較低溫度轉(zhuǎn)移到較高溫度的耗電熱機(jī)中，凈電子流和熱流是從陽(yáng)極108移動(dòng)到陰極102。另外，在本文所說(shuō)明的實(shí)施方式中，陰極102和陽(yáng)極108都是電子發(fā)射器，陰極102和/或陽(yáng)極108中的一個(gè)或兩個(gè)可包括場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103。
[0029]圖1示出了具有場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103的陰極102，但是，在一些實(shí)施方式中，陰極可以是基本平坦的，并且可以不包括場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103。在包括一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103的一些實(shí)施方式中，場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103可以包括幾何尖端和/或碳納米管。
[0030]裝置100包括讓第一成組的電子206的至少第一部分穿過(guò)的、含有氣體的至少一個(gè)區(qū)域。通常，在陰極102和陽(yáng)極108之間的區(qū)域是讓第一成組的電子206的至少第一部分穿過(guò)的、充氣的區(qū)域。氣體可以由至少一種原子或分子物質(zhì)、部分電離的等離子體、完全電離的等離子體、或者它們的混合物組成。氣體組分和密度可以被選擇為有利于使電子通過(guò)。氣體密度可低于大氣密度，并且可以足夠低，以得到有效的真空度。
[0031]對(duì)于與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的圖1的一個(gè)實(shí)施方式，作為沿X方向126的與裝置100的陰極相隔的距離的函數(shù)的、所得到的電勢(shì)215示于圖2中。電勢(shì)215不考慮由于在陰極和陽(yáng)極之間所發(fā)射的電子而導(dǎo)致的空間電荷電勢(shì)。它也不考慮由于平板(即，陰極和陽(yáng)極)的鏡像電荷效應(yīng)(image charge effects)而導(dǎo)致的鏡像電荷的電勢(shì)。在陰極和陽(yáng)極之間的電子所承受的凈電勢(shì)216是作用于電子的、包括空間電荷電勢(shì)和鏡像電荷電勢(shì)的所有電勢(shì)的函數(shù)。此外，在這里針對(duì)負(fù)電荷電子而不是富蘭克林-傳統(tǒng)正檢測(cè)電荷定義諸如圖2所示的電勢(shì)，以使得電子在從高電勢(shì)移動(dòng)到低電勢(shì)時(shí)獲得動(dòng)能。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解的是，在上面的說(shuō)明中以及在說(shuō)明書(shū)的其余部分，電子服從量子力學(xué)的規(guī)律，因此，給定諸如是在陰極和柵極之間形成的勢(shì)壘，(即電勢(shì)216的在陰極和柵極之間的部分)，在勢(shì)壘的底部和頂部之間的、具有能量的電子有隧穿勢(shì)壘的一些可能性。例如，具有高于閾值能量208的能量的一些電子不會(huì)從陰極102發(fā)射。進(jìn)一步地，對(duì)于從陰極發(fā)射的第一成組的電子206，基于其能量和抑制器電勢(shì)210，它們將有隧穿在抑制器和陽(yáng)極之間形成的勢(shì)壘(即，電勢(shì)216的在抑制器和陽(yáng)極之間的部分)的一些可能性。
[0033]雖然在圖1中所示的第一、第二和第三功率源110、112和114是不同的，但在某些實(shí)施方式中，功率源110、112和114可以被包含在相同的單元中。有很多不同的方式可以將功率源110、112和114相對(duì)于元件102、104、106和108進(jìn)行配置，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)應(yīng)用來(lái)確定配置。
[0034]在圖2中還示出，在電勢(shì)215、216的曲線圖中的左右兩側(cè)是用于在陰極102和陽(yáng)極108的電子的、費(fèi)米-狄拉克分布F(E，T)的圖。
[0035]在左側(cè)是對(duì)應(yīng)于陰極的、作為電子能量E。(221)的函數(shù)的費(fèi)米-狄拉克分布圖Fc (Ec, Tc) (222)。還示出的是陰極的費(fèi)米能^。(214)和陰極功函數(shù)(213 )。
[0036]在右側(cè)是對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極的、作為電子能量Ea(225)的函數(shù)的費(fèi)米_狄拉克分布圖Fa (Ea, Ta) (226)。還示出的是陽(yáng)極的費(fèi)米能ya(220)和陽(yáng)極功函數(shù)仍,(21 9)。
[0037]在貯存器(例如，陰極102和陽(yáng)極108)中的電子遵循費(fèi)米-狄拉克分布:


I
Pi P T\ — _:_
I十f *
式中，μ為費(fèi)米能，k是玻爾茲曼常數(shù)，T是溫度。在陰極的費(fèi)米占有數(shù)F。(E。，!；)等于陽(yáng)極的費(fèi)米占有數(shù)Fa (Ea，Ta)時(shí)的能量是卡諾效率能Ec^ncjt:
^^ if < 風(fēng).“
Jrt""""

M ?ηηη- M
# #
式中，μ。是在圖2中示出的陰極的費(fèi)米能214而μ a是在圖2中示出的陽(yáng)極的費(fèi)米能220 (從陰極102的導(dǎo)帶底部測(cè)量)，Tc是陰極溫度，Ta是陽(yáng)極溫度。
[0038]在陰極102和陽(yáng)極108是相同材料的情況下，卡諾效率能Ee_t是使陰極102和陽(yáng)極108的費(fèi)米占有數(shù)相等的能量，并且在理論上在兩者之間的電子流產(chǎn)生而不會(huì)改變熵。不存在勢(shì)壘216的情況下，在高于EMnTOt的任何給定的電子能量下，在較熱的板中有較多的電子，所以在這些能量下的凈電子流是從熱板到冷板。相反，在低于的任何給定的電子能量下，在較冷的板中有較多的電子，所以在這些能量下的凈電子流是從冷板到熱板。
[0039]在對(duì)應(yīng)于熱機(jī)的圖1的實(shí)施方式中，陰極102比陽(yáng)極108更熱(Tc>Ta)，陽(yáng)極108被偏置在陰極102上，如圖2所示。在本實(shí)施方式中，Ua= yc+V^，式中，Vtl是陽(yáng)極電勢(shì)202。此時(shí)，卡諾效率能等于:
Y
J-P/ i —L...........................................^...........................neCarmi r^c

^lcamot
式中，

jyffjr>
^lcamot ~

Tc
是卡諾效率。由于電勢(shì)偏置V。，從陰極102行進(jìn)到陽(yáng)極108的每一個(gè)電子都得到可以用來(lái)做功的有用的勢(shì)能Vtl，相反，從陽(yáng)極108行進(jìn)到陰極102的每一個(gè)電子都消耗勢(shì)能V。以輸送熱。
[0040]不存在勢(shì)壘(如柵極104和/或抑制器106)的情況下，在低于Eeamtrt的任何給定的電子能量下，電子的凈流是從陽(yáng)極108到陰極102，花費(fèi)每一個(gè)電子的勢(shì)能Vtl來(lái)輸送熱量。因此，在裝置是生電熱機(jī)的實(shí)施方式中，來(lái)自陽(yáng)極的、具有的能量小于Eeamtrt的電子被抑制器106阻止，減少了熱力學(xué)效率的損失。
[0041]在能量Ee_t的電子從熱的陰極102發(fā)射后去掉了 Eeamrt,并且被具有平均能量μ。的電子替換，所以，由于熱板上的電子的發(fā)射產(chǎn)生的凈熱損失是Vtl/η。—,。因此，所得到的有用的能量與熱損之比為Heamtrt,我們得出結(jié)論，能量Eeamtrt上所發(fā)射的電子是有卡諾效率的，是以命名。
[0042]因?yàn)榈谝怀山M的電子206在y方向與z方向(128，130)以及x方向(126)上具有動(dòng)量，在低于卡諾效率能EMnTOt的、來(lái)自陰極102的電子流被阻止的實(shí)施方式中，柵極電勢(shì)Eg (204)略低于卡諾效率能Eeamtrt:
P ^ P —kT

j^carnot 1V 1 c
或，
P ?矣I Jc........Mc^g _
M ^................................................................................................tKfX
MfTf sfTfc
c a
式中，kT。表示結(jié)合的在y方向和z方向(128，130)上的電子的平均能量。抑制器電勢(shì)Es(210)可被選擇為與柵極電勢(shì)Eg(204)相同。
[0043]在一些實(shí)施方式中，柵極電勢(shì)204和抑制器電勢(shì)210可具有其它值。例如，柵極電勢(shì)和/或抑制器電勢(shì)204，210中的一個(gè)或兩個(gè)可低于前面所述。在一個(gè)實(shí)施方式中，裝置被配置為使得在陰極102和柵極104之間的電勢(shì)216的部分的峰值大約是卡諾效率能Eeamrt,和/或在抑制器106和陽(yáng)極108之間的電勢(shì)216的部分的峰值大約是卡諾效率能Eeam(rt。在這樣的實(shí)施方式中，裝置的效率可能與前文說(shuō)明的不同。這些只是可施加到柵極104和/或抑制器106上的電勢(shì)的幾個(gè)例子，在柵極104和抑制器106上的實(shí)際電勢(shì)可依賴于特定應(yīng)用以及要從陰極102和陽(yáng)極108屏蔽的所選擇的能量范圍的電子發(fā)射。雖然在一般情況下，凈電子攜帶的熱流的符號(hào)與凈電子電流流動(dòng)的符號(hào)是匹配的，但對(duì)于一些實(shí)施方式，電子分布的不同部分的不同能量權(quán)重會(huì)導(dǎo)致電子攜帶的熱流的凈流量和電子電流的凈流量是相反的。
[0044]在不同元件102、104、106和108之間的間距取決于特定的實(shí)施方式。例如，在一些實(shí)施方式中，裝置100是納米級(jí)的裝置。在本實(shí)施方式中，陰極102和陽(yáng)極108可以分離開(kāi)10-1000納米的距離122，陰極102和柵極104可以分離開(kāi)1-100納米的距離116，陽(yáng)極108和抑制器106可以分離開(kāi)1-100納米的距離120。這些范圍是示例性的實(shí)施方式，并且不意味著是限制性的。在裝置100是納米級(jí)的裝置的情況下，距離116、118、120和/或122的下限值可以至少部分地由正在發(fā)展的制造技術(shù)來(lái)確定。為了說(shuō)明用于制造小的間距的現(xiàn)有技術(shù)，約I納米的陰極-柵極和抑制器-陽(yáng)極間距116、120可通過(guò)在陰極102和/或陽(yáng)極108上沉積納米級(jí)的介電層以及在介電層上沉積柵極104和/或抑制器106來(lái)獲得。此夕卜，在陰極102包括一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征103的情況下，陰極-柵極間距116可以至少部分地由特征103在X方向126上的長(zhǎng)度來(lái)確定。例如，如果特征103在X方向126上的長(zhǎng)度是5納米，則陰極-柵極間距116將至少為5納米。
[0045]在其它實(shí)施方式中，裝置比納米級(jí)大，示例性的間隔距離116、118、120和/或122可以是在納米到毫米尺度之間的范圍內(nèi)。然而，這種尺度還是示例性的而非限制性的，并且長(zhǎng)度尺度116、118、120、122可以至少部分地基于諸如真空管之類的其它柵化電子發(fā)射裝置的操作參數(shù)進(jìn)行選擇。
[0046]陰極和陽(yáng)極的功函數(shù)213、219是由陰極102和陽(yáng)極108的材料來(lái)確定的，并且可以被選擇為盡可能小。陰極和陽(yáng)極可包括不同的材料。一種或兩種材料可以包括金屬和/或半導(dǎo)體，陰極102和/或陽(yáng)極108的材料可以具有有相對(duì)于陰極或陽(yáng)極的表面的優(yōu)選的費(fèi)米表面取向的不對(duì)稱費(fèi)米表面。定向的不對(duì)稱費(fèi)米表面在增加垂直發(fā)射到表面的電子的比例和減小電子的橫向動(dòng)量及相關(guān)聯(lián)的能量方面是有用的。在一些實(shí)施方式中，它在減小從表面中的一個(gè)發(fā)射的電子電流(如減小在生電熱機(jī)中的陽(yáng)極發(fā)射電流或減小在耗電熱機(jī)中的陰極發(fā)射電流)方面是有用的。此減小可利用減小垂直于表面的動(dòng)量分量的非對(duì)稱費(fèi)米表面。這種減小可能涉及在裝置操作涉及的選定的電子能量上的材料的狀態(tài)密度(例如半導(dǎo)體的帶隙)的最小化。
[0047]雖然參照?qǐng)D2說(shuō)明的實(shí)施方式是對(duì)應(yīng)于熱機(jī)，但是，圖1中所示的裝置可以被配置為例如作為熱泵或致冷裝置。在圖1的裝置被配置為熱泵的實(shí)施方式中，偏置Vtl被施加到陰極102而不是陽(yáng)極108，如圖2所示。在圖1的裝置被配置為致冷裝置以冷卻陽(yáng)極108的實(shí)施方式中，偏置Vtl(202)被施加到陽(yáng)極，抑制器電勢(shì)210和柵極電勢(shì)204可被選擇為明顯低于卡諾效率能在這種情況下，凈電子流和熱傳遞是從陽(yáng)極到陰極。
[0048]在一些實(shí)施方式中，裝置100還包括位于柵極104和抑制器106之間的屏柵302，屏柵302容易接受第四功率源304以產(chǎn)生屏柵電勢(shì)。屏柵電勢(shì)可以被選擇來(lái)改變?cè)跂艠O104和抑制器106之間的電勢(shì)216并使電子加速去往另一空間區(qū)域，從而降低空間電荷電勢(shì)對(duì)陰極和/或陽(yáng)極的場(chǎng)發(fā)射區(qū)的影響。
[0049]在圖4所示的實(shí)施方式中，裝置100還包括可操作地連接到第一、第二和第三功率源110、112和114中的至少一個(gè)以改變陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)202、204和210中的至少一個(gè)的電路402。電路402會(huì)容易接受信號(hào)以確定裝置100的相對(duì)的功率輸出和/或熱力學(xué)效率并響應(yīng)所確定的相對(duì)功率輸出和/或熱力學(xué)效率而動(dòng)態(tài)地改變第一、柵極和抑制器電勢(shì)202、204、210中的至少一個(gè)。裝置100還可以包括被配置為測(cè)量在陽(yáng)極108的電流的儀表404，其中電路402響應(yīng)于所測(cè)量的電流來(lái)改變第一、柵極和抑制器電勢(shì)202、204和210中的至少一個(gè)。裝置100還可以包括被配置為測(cè)量在陽(yáng)極108的溫度的儀表406，其中電路402響應(yīng)于所測(cè)量的溫度來(lái)改變陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)202、204和210中的至少一個(gè)。裝置100還可以包括被配置為測(cè)量在陰極102的溫度的儀表408，其中電路402響應(yīng)于所測(cè)量的溫度來(lái)改變陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)202、204和210中的至少一個(gè)。
[0050]在一些實(shí)施方式中，電路402可以被配置為迭代地確定最優(yōu)的陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)202、204、210。例如，電路402可以可操作地連接到配置為測(cè)量在陽(yáng)極108上的電流的儀表404，并且可以迭代地改變陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)中的一個(gè)以使在陽(yáng)極上的電流最大化。
[0051]另外，電路402可以被配置為迭代地確定最佳的陰極102和陽(yáng)極108的溫度。例如，如上相對(duì)于電勢(shì)所述的那樣，電路402可以可操作地連接到配置為測(cè)量在陽(yáng)極108上的電流的儀表404，并可以迭代地改變陰極102和陽(yáng)極108中的一個(gè)的溫度以使在陽(yáng)極108上的電流最大化。
[0052]在一些實(shí)施方式中，柵極和抑制器電勢(shì)204、210可以作為時(shí)間的函數(shù)而被改變。例如，柵極電勢(shì)204可以被接通，以從陽(yáng)極釋放第一成組的電子206，且一旦第一成組的電子206已經(jīng)通過(guò)柵極104，就可以被關(guān)閉。抑制器電勢(shì)210可接通，以使朝向陽(yáng)極108的第一成組的電子206加速,且一旦第一成組的電子206通過(guò)抑制器106,就可以被關(guān)閉。這樣的實(shí)施方式是假設(shè)有高的開(kāi)關(guān)速度。在一些實(shí)施方式中，如上面所說(shuō)明的開(kāi)關(guān)周期性地并響應(yīng)于電路402發(fā)生。
[0053]在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖5的流程圖所示，一種方法包括:(502)施加?xùn)艠O電勢(shì)204，以選擇性地將第一區(qū)中的束縛態(tài)的第一成組的電子206釋放(其中，在一個(gè)實(shí)施方式中，第一區(qū)對(duì)應(yīng)于陰極102) ; (504)施加抑制器電勢(shì)210以選擇性地將與所述第一區(qū)不同的第二區(qū)中的束縛態(tài)的第二成組的電子發(fā)射釋放，第二區(qū)具有大于第一區(qū)的陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)(其中，在一個(gè)實(shí)施方式中，第二區(qū)域?qū)?yīng)于陽(yáng)極108)，第二區(qū)具有大于第一區(qū)的陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)202 ;和(506)使所述第一成組的電子206的一部分通過(guò)充氣區(qū)并將所述第一成組的電子206的所通過(guò)部分束縛在第二區(qū)中。
[0054]本文已經(jīng)參照?qǐng)D1-4說(shuō)明了各種方法，它們可以適用于在圖5的流程圖中所描繪的方法。例如，與電路402和圖4中所示的另一裝置相關(guān)的方法適用于圖5的方法，其中，所述第一區(qū)包括陰極102的至少一部分，所述第二區(qū)包括陽(yáng)極108的至少一部分。
[0055]在如圖6的流程圖所說(shuō)明的一個(gè)實(shí)施方式中，一種方法包括:(602)接收對(duì)應(yīng)于熱機(jī)的第一信號(hào)，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器；(604)處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一功率輸出和/或相對(duì)熱力學(xué)效率；(606)基于比所述第一功率輸出和/或熱力學(xué)效率大的第二功率輸出和/或熱力學(xué)效率產(chǎn)生第二信號(hào)；和(608)發(fā)送對(duì)應(yīng)于所述第二功率輸出和/或熱力學(xué)效率的第二信號(hào)。
[0056]圖6的方法在例如接收到如圖1所示的裝置和必須確定用于熱機(jī)的最優(yōu)參數(shù)的實(shí)施方式中是適用的。
[0057]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一信號(hào)包括用戶輸入，該用戶輸入包括陰極和陽(yáng)極的已知尺寸、材料和溫度。在本實(shí)施方式中，已知參數(shù)可用于計(jì)算施加到陽(yáng)極108、柵極104和抑制器106上的最優(yōu)電勢(shì)。
[0058]在另一個(gè)實(shí)施方式中，第一信號(hào)包括所測(cè)得的諸如在陽(yáng)極108上的電流之類的參數(shù)，其中所述電勢(shì)被改變，以優(yōu)化在陽(yáng)極上的電流。已經(jīng)參照?qǐng)D4所示的電路402說(shuō)明了這種情況。
[0059]在一個(gè)實(shí)施方式中，生成第二信號(hào)還可以包括確定在所述陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)中的至少一個(gè)的變化，并且本方法可進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述確定的改變來(lái)改變所述陽(yáng)極、柵極和抑制器電勢(shì)中的至少一個(gè)。
[0060]在另一個(gè)實(shí)施方式中，生成第二信號(hào)還可以包括確定在陰極和陽(yáng)極溫度中的至少一個(gè)的變化，并且本方法可進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述確定的改變來(lái)改變所述陰極和陽(yáng)極溫度中的至少一個(gè)。
[0061]在一個(gè)實(shí)施方式中，陽(yáng)極、陰極、柵極和抑制器由陰極-柵極間距、柵極-抑制器間距以及抑制器-陽(yáng)極間距來(lái)分離，生成第二信號(hào)可包括確定在所述陰極-柵極間距、柵極-抑制器間距、以及抑制器-陽(yáng)極間距中的至少一個(gè)的變化，所述方法還可以包括響應(yīng)于所確定的變化來(lái)改變陰極-柵極間距、柵極-抑制器間距以及抑制器-陽(yáng)極間距中的至少一個(gè)。例如，在一些實(shí)施方式中，陰極-柵極間距、柵極-抑制器間距以及抑制器-陽(yáng)極間距(116，118，120)中的一個(gè)或多個(gè)可以是可變的(例如，其中陰極102、柵極104、抑制器106和陽(yáng)極108中的一個(gè)或多個(gè)被安裝在微機(jī)電系統(tǒng)上)，并且可以被改變以優(yōu)化裝置的效率。
[0062]在一個(gè)實(shí)施方式中，所接收的第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極電流，并且，處理所述第一信號(hào)以確定熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)熱力學(xué)效率包括:基于所述陽(yáng)極電流確定相對(duì)熱力學(xué)效率。
[0063]“相對(duì)功率輸出”和/或“相對(duì)熱力學(xué)效率”可以是實(shí)際的功率輸出和/或熱力學(xué)效率，或者它可以是指示功率輸出和/或熱力學(xué)效率的量，比如在陽(yáng)極上的電流。
[0064]本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，上述具體的示例性過(guò)程和/或裝置和/或技術(shù)是在諸如在本申請(qǐng)中提交的權(quán)利要求書(shū)和/或在本申請(qǐng)的其它地方等本文別處指導(dǎo)的更一般性的過(guò)程和/或裝置和/或技術(shù)的代表。
[0065]本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)狀態(tài)已進(jìn)展到在系統(tǒng)方面的硬件、軟件和/或固件的實(shí)施之間幾乎沒(méi)有區(qū)別這種地步；硬件、軟件和/或固件的使用通常是(但不總是，因?yàn)樵谀承┉h(huán)境中，硬件和軟件之間的選擇會(huì)變得重要)表示成本與效率的折衷的設(shè)計(jì)選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，存在可使本文說(shuō)明的過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種載具(vehicle)(例如硬件、軟件和/或固件)，優(yōu)選的載具將根據(jù)采用過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)的環(huán)境而發(fā)生變化。例如，如果實(shí)施人確定速度和準(zhǔn)確性是最重要的，那么實(shí)施人可以選擇主要是硬件和固件的載具；可替代地，如果靈活性是最重要的，實(shí)施人會(huì)選擇主要是軟件的裝置；或者，再一次可替換地，實(shí)施人會(huì)選擇硬件、軟件和/或固件的某種組合。因此，存在著若干種可以使本文所述的過(guò)程和/或裝置和/或其它技術(shù)得以實(shí)施的可能的載具，其中沒(méi)有一種是固有地比其它種更優(yōu)，因?yàn)槿魏我褂玫妮d具的選擇取決于采用載具的背景和實(shí)施人的特定關(guān)切(例如，速度、靈活性或可預(yù)測(cè)性)，而其中任何一種都可能會(huì)發(fā)生變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，實(shí)施的光學(xué)方面將通常采用光學(xué)方面的硬件、軟件和/或固件。
[0066]在本文說(shuō)明的一些實(shí)施過(guò)程(implementat1n)中，邏輯和類似的實(shí)施過(guò)程可以包括軟件或其它控制結(jié)構(gòu)。例如，電路可以有構(gòu)造和布置為實(shí)現(xiàn)如本文所述的各種功能的一個(gè)或多個(gè)電流路徑。在一些實(shí)施過(guò)程中，一種或多種媒介可被配置成在這樣的媒介持有或傳輸可操作以如本文說(shuō)明的那樣執(zhí)行的裝置可檢測(cè)的指令時(shí)承載裝置可檢測(cè)的執(zhí)行程序。在一些變形例中，例如，實(shí)施過(guò)程可以包括諸如通過(guò)執(zhí)行與本文中所說(shuō)明的一個(gè)或多個(gè)操作有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)指令的接收或發(fā)送而對(duì)現(xiàn)有的軟件或固件、或柵極陣列或可編程硬件的更新或修改。可替換地或另外地，在一些變形例中，實(shí)施過(guò)程可以包括執(zhí)行或以其它方式調(diào)用專用元件的專用硬件、軟件、固件元件和/或通用部件。規(guī)格參數(shù)或其它實(shí)施過(guò)程可以通過(guò)如本文中所述的有形傳輸介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例被傳送，可選地通過(guò)分組傳輸或以其他方式通過(guò)在不同時(shí)間通過(guò)分布式媒介而被傳送。
[0067]可替換地或另外地，實(shí)施過(guò)程可包括執(zhí)行特殊用途的指令序列或者調(diào)用電路來(lái)使能、觸發(fā)、協(xié)調(diào)、請(qǐng)求、或以其它方式使本文說(shuō)明的幾乎所有功能的操作中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)生。在一些變形例中，本文中的操作性或其它邏輯性說(shuō)明可以被表示為源代碼并被編譯為可執(zhí)行指令序列或以其它方式作為可執(zhí)行指令序列調(diào)用。在某些情況下，例如，實(shí)施過(guò)程可以全部或部分地由諸如C++之類的源代碼或其它代碼序列提供。在其它實(shí)施過(guò)程中，使用可購(gòu)的和/或本領(lǐng)域的技術(shù)的源代碼或其它代碼的實(shí)施過(guò)程可被編譯/執(zhí)行/翻譯/轉(zhuǎn)換成一種高級(jí)描述語(yǔ)言(例如，最初是執(zhí)行C或C++編程語(yǔ)言中說(shuō)明的技術(shù)，此后將編程語(yǔ)言實(shí)施過(guò)程轉(zhuǎn)換成可邏輯合成的語(yǔ)言實(shí)施過(guò)程、硬件描述語(yǔ)言實(shí)施過(guò)程、硬件設(shè)計(jì)仿真實(shí)施過(guò)程和/或其它這樣的類似的表達(dá)模式)。例如，一些或全部邏輯表達(dá)式(例如，計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言實(shí)施過(guò)程)可以表現(xiàn)為Verilog型硬件描述(例如，通過(guò)硬件描述語(yǔ)言(HDL)和/或超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VHDL))或其它電路模型，然后可以將其用于創(chuàng)建具有硬件(例如，專用集成電路)的物理實(shí)施過(guò)程。本領(lǐng)域技術(shù)人員將根據(jù)這些教導(dǎo)而明白如何得到、配置和優(yōu)化合適的傳輸或計(jì)算元件、材料供應(yīng)源、致動(dòng)器或其它結(jié)構(gòu)。
[0068]前面的詳細(xì)說(shuō)明已經(jīng)通過(guò)使用框圖、流程圖和/或示例闡明了各種裝置和/或過(guò)程的實(shí)施方式。在這些框圖、流程圖和/或示例包含一個(gè)或多個(gè)功能和/或操作的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，在這樣的框圖、流程圖或示例中的每一個(gè)功能和/或操作可以通過(guò)范圍廣泛的硬件、軟件固件或其任意組合而單獨(dú)和/或共同地執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，本文說(shuō)明的主題的幾個(gè)部分可通過(guò)專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或其它集成形式來(lái)實(shí)施。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所公開(kāi)的實(shí)施方式的一些方面在整體或部分上能夠等效地作為在一個(gè)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序(例如，作為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)、作為在一個(gè)或多個(gè)處理器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序(例如，作為在一個(gè)或多個(gè)微處理器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)、作為固件或作為其幾乎任何組合在集成電路內(nèi)實(shí)施，并且根據(jù)本公開(kāi)，設(shè)計(jì)電路和/或?yàn)檐浖?或固件寫(xiě)代碼將在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。此夕卜，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所記載的主題的機(jī)制能夠作為各種形式的程序產(chǎn)品分發(fā)，并且，適用本文說(shuō)明的主題的說(shuō)明性的實(shí)施方式，與用于實(shí)際執(zhí)行分布的承載信號(hào)的介質(zhì)的特定類型無(wú)關(guān)。承載信號(hào)的介質(zhì)的例子包括但不限于如下所列:可記錄型介質(zhì)，如軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(CD)、數(shù)字視頻光盤(DVD)、數(shù)字磁帶和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等；和傳輸型介質(zhì)，如數(shù)字和/或模擬通信介質(zhì)(例如光纖電纜、波導(dǎo)、有線通信鏈路、無(wú)線通信鏈路(例如發(fā)送器、接收器、發(fā)送邏輯、接收邏輯等)，以及其它)。
[0069]在一般意義上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所說(shuō)明的各種實(shí)施方式可以通過(guò)各種類型的具有諸如硬件、軟件、固件和/或幾乎它們的任意組合等大范圍的電氣部件和諸如剛性體、彈簧或扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓、電磁致動(dòng)裝置和/或幾乎它們的任意組合等可以賦予機(jī)械力或運(yùn)動(dòng)的大范圍的部件的機(jī)電系統(tǒng)來(lái)單獨(dú)地和/或共同地實(shí)施。因此，本文所使用的“機(jī)電系統(tǒng)”包括但不限于:可操作地與變換器(例如致動(dòng)器、電機(jī)、壓電晶體、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等)耦合的電路、具有至少一個(gè)分立電路的電路、具有至少一個(gè)集成電路的電路、具有至少一個(gè)專用集成電路的電路、形成由計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算裝置(例如，由至少部分地執(zhí)行本文所說(shuō)明的過(guò)程和/或裝置的計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算機(jī)，或由至少部分地執(zhí)行本文所說(shuō)明的過(guò)程和/或裝置的計(jì)算機(jī)程序配置的微處理器)的電路、形成存儲(chǔ)器裝置(例如形成存儲(chǔ)器(例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、快速存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器等))的電路、形成通信裝置(例如調(diào)制解調(diào)器、通信交換機(jī)、光電裝備等)的電路和/或諸如光學(xué)或其它類似物等其非電類似物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)理解，機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)例包括但不限于各種消費(fèi)型電子系統(tǒng)、醫(yī)療裝置以及諸如機(jī)動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)、工廠自動(dòng)化系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及/或通信/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等其它系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，除非上下文可能另有限定，否則本文所用的機(jī)電不一定限于電氣和機(jī)械致動(dòng)二者兼具的系統(tǒng)。
[0070]在一般意義上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所說(shuō)明的可以通過(guò)大范圍的硬件、軟件、固件和/或其任意組合來(lái)單獨(dú)地和/或共同地實(shí)施的各個(gè)方面可以被看作是由各種類型的“電路”組成的。因此，本文所使用的“電路”包括但不限于:具有至少一個(gè)分立電路的電路；具有至少一個(gè)集成電路的電路；具有至少一個(gè)專用集成電路的電路；形成由計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算裝置(例如，由至少部分地執(zhí)行本文所說(shuō)明的過(guò)程和/或裝置的計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算機(jī)，或由至少部分地執(zhí)行本文所說(shuō)明的過(guò)程和/或裝置的計(jì)算機(jī)程序配置的微處理器)的電路；形成存儲(chǔ)器裝置(例如形成存儲(chǔ)器(例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、快速存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器等))的電路；和/或形成通信裝置(例如調(diào)制解調(diào)器、通信交換機(jī)、光電裝備等)的電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所說(shuō)明的主題可以以模擬或數(shù)字方式或其某種組合來(lái)實(shí)施。
[0071]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文說(shuō)明的裝置和/或過(guò)程的至少一部分可以集成到圖像處理系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，典型的圖像處理系統(tǒng)一般包括以下所列項(xiàng)中的一種或多種:系統(tǒng)單元?dú)んw、視頻顯示裝置、如易失性或非易失性存儲(chǔ)器之類的存儲(chǔ)器、如微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器之類的處理器、諸如操作系統(tǒng)之類的計(jì)算實(shí)體、驅(qū)動(dòng)器、應(yīng)用程序、一個(gè)或多個(gè)交互裝置(例如觸摸板、觸摸屏、天線等)、包括反饋回路和控制電機(jī)(例如用于檢測(cè)鏡頭位置和/或速度的反饋、用于移動(dòng)/扭曲透鏡以得到期望焦點(diǎn)的控制電機(jī))的控制系統(tǒng)。圖像處理系統(tǒng)可以利用合適的、諸如那些通常在數(shù)字靜止系統(tǒng)和/或數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)中可見(jiàn)的市場(chǎng)可購(gòu)部件實(shí)施。
[0072]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文說(shuō)明的裝置和/或過(guò)程的至少一部分可以被集成到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一般包括以下所列項(xiàng)中的一種或多種:系統(tǒng)單元?dú)んw；視頻顯示裝置；諸如易失性或非易失性存儲(chǔ)器之類的存儲(chǔ)器；諸如微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器之類的處理器；諸如操作系統(tǒng)之類的計(jì)算實(shí)體；驅(qū)動(dòng)器；圖形用戶界面；應(yīng)用程序；一個(gè)或多個(gè)交互裝置(例如觸摸板、觸摸屏、天線等)；和/或包括反饋回路和控制電機(jī)(例如用于檢測(cè)位置和/或速度的反饋、用于移動(dòng)和/或調(diào)整部件和/或數(shù)量的控制電機(jī))的控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以利用合適的、諸如那些通常在數(shù)據(jù)計(jì)算/通信和/或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算/通信系統(tǒng)中可見(jiàn)的市場(chǎng)可購(gòu)部件來(lái)實(shí)施。
[0073]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)實(shí)施裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)是常見(jiàn)的，并且此后使用工程和/或其它措施將這樣的裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)集成到更全面的裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)中。也就是說(shuō)，本文所說(shuō)明的裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)的至少一部分可通過(guò)合理數(shù)量的實(shí)驗(yàn)集成到其它裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這樣的其它裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)的實(shí)例可包括(視上下文和應(yīng)用而定)如下所列的裝置和/或過(guò)程和/或系統(tǒng)中的全部或部分:(a)空中運(yùn)輸工具(例如飛機(jī)、火箭、直升機(jī)等)；(b)地面交通工具(例如汽車、卡車、機(jī)車、坦克、裝甲運(yùn)兵車等)；(C)建筑物(例如家庭住房、倉(cāng)庫(kù)、辦公室等)；(d)電器(例如冰箱、洗衣機(jī)、烘干機(jī)等)；
(e)通信系統(tǒng)(例如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、IP語(yǔ)音系統(tǒng)等)；(f)商務(wù)實(shí)體(例如，諸如康卡斯特有線電視(Comcast Cable)、奎斯特(Qwest)、西南貝爾(Southwest Bell)等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)實(shí)體)；或(g)有線/無(wú)線服務(wù)實(shí)體(例如斯普林特(Sprint)公司、辛格勒(Cingular)公司、耐克斯泰(Nextel)公司等)；等等。
[0074]在某些情況下，系統(tǒng)或方法的使用可能會(huì)發(fā)生在某地區(qū)，即使元件位于該地區(qū)以外也如此。例如，在分布式計(jì)算環(huán)境下，分布式計(jì)算系統(tǒng)的使用可能發(fā)生在某地區(qū)，即使該系統(tǒng)的部件可能位于該地區(qū)之外(例如繼電器、服務(wù)器、處理器、信號(hào)承載介質(zhì)、發(fā)送計(jì)算機(jī)、接收計(jì)算機(jī)等設(shè)在該地區(qū)之外)也如此。
[0075]系統(tǒng)或方法的銷售可能同樣發(fā)生在某地區(qū)，即使系統(tǒng)的部件或方法位于該地區(qū)以外和/或在該地區(qū)以外使用。
[0076]進(jìn)一步，用于在一個(gè)地區(qū)執(zhí)行方法的系統(tǒng)的至少一部分的實(shí)施并不排除在另一地區(qū)使用該系統(tǒng)。
[0077]本說(shuō)明書(shū)中提到的和/或在任何申請(qǐng)數(shù)據(jù)表中列出的所有上述美國(guó)專利、美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)、美國(guó)專利申請(qǐng)、外國(guó)專利、外國(guó)專利申請(qǐng)和非專利出版物，在不與本文不一致的程度上，都在此通過(guò)引入作為參考。
[0078]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文說(shuō)明的部件(例如操作)、裝置、對(duì)象和伴隨它們的討論被用作為了在概念上清楚的例子，預(yù)期有各種配置修改。因此，如本文所用的，展示的具體的示例及所附的討論是意在作為它們的更一般類別的代表。一般而言，使用任何特定的示例是意在代表其類別，并且不含有特定的元件(例如，操作)、裝置和對(duì)象不應(yīng)視為是限制性的。
[0079]對(duì)于本文的基本上任何的復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語(yǔ)的使用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上下文和/或應(yīng)用將復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)。為清楚起見(jiàn)，各種單數(shù)/復(fù)數(shù)置換未明確表述。
[0080]本文所說(shuō)明的主題有時(shí)說(shuō)明了包含在不同的其它元件中或與不同的其它元件連接的不同的元件。應(yīng)當(dāng)理解，這樣描繪的體系結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，并且事實(shí)上可以實(shí)施實(shí)現(xiàn)相同功能的許多其它體系結(jié)構(gòu)。在概念的意義上，實(shí)現(xiàn)相同的功能的任何部件布置都被有效地“關(guān)聯(lián)”，以實(shí)現(xiàn)期望的功能。因此，在本文中結(jié)合以實(shí)施特定功能的任何兩個(gè)部件可以被看作彼此“關(guān)聯(lián)”以實(shí)現(xiàn)期望的功能，而不論架構(gòu)或中間元件如何。同樣地，如此關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)元件也可以看作是彼此“可操作地連接”或“可操作地耦合”，以實(shí)現(xiàn)期望的功能，并且能夠如此相關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)部件也可以被看作是彼此“可操作地耦合”，以實(shí)現(xiàn)期望的功能。能可操作地耦合的具體實(shí)例包括但不限于在物理上可配對(duì)和/或在物理上相互作用的部件、和/或可無(wú)線地交互和/或無(wú)線地相互作用的部件、和/或在邏輯上交互和/或在邏輯上相互作用的部件。
[0081]在一些情況下，一個(gè)或多個(gè)元件可在本文中被稱為是“配置為”、“配置”、“可配置”、“可操作/操作性”、“適應(yīng)/可適應(yīng)”、“能夠”、“可符合/符合”等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這樣的術(shù)語(yǔ)(如“配置”)一般可以包括活動(dòng)狀態(tài)的元件和/或不活動(dòng)狀態(tài)的元件和/或待命狀態(tài)的元件，除非上下文另有所指。
[0082]雖然本文所說(shuō)明的本主題的特定方面已經(jīng)被示出和說(shuō)明，但顯然，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，基于本文的教導(dǎo)，可以做出改變和修改而不偏離本文所說(shuō)明的主題及其更廣泛的方面，因此，所附的權(quán)利要求將在本文所說(shuō)明的主題的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這樣的改變和修改包括在其范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，一般來(lái)說(shuō)，本文尤其是在所附權(quán)利要求書(shū)(例如，所附權(quán)利要求的主體)中使用的術(shù)語(yǔ)通常旨在是作為“開(kāi)放的”術(shù)語(yǔ)(例如，術(shù)語(yǔ)“包含”應(yīng)該被解釋為“包含但不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)該被解釋為“具有至少”，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)該被解釋為“包括但不限于”，等等)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)理解，如果是意在于引入的權(quán)利要求陳述的特定數(shù)量，則這樣的意圖將明確地記載在權(quán)利要求中，在不存在這樣的陳述的情況下，則沒(méi)有這樣的意圖。例如，作為對(duì)理解的幫助，下面的所附權(quán)利要求可以包含引導(dǎo)性短語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”的使用，以引入權(quán)利要求陳述。然而，即使是在相同的權(quán)利要求包括引導(dǎo)性短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”和諸如“一(a) ”或“一個(gè)(an)”等不定冠詞(例如，“一(a)”或“一個(gè)(an) ”通常應(yīng)被解釋為是指“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”)的情況下，使用的這類短語(yǔ)也不應(yīng)被解釋為暗示通過(guò)不定冠詞“一(a)”或“一個(gè)(an) ”引入的權(quán)利要求陳述將含有這樣引入的權(quán)利要求陳述的任何特定權(quán)利要求限定為只包含一個(gè)這樣的陳述的權(quán)利要求；對(duì)于用于引入權(quán)利要求陳述的定冠詞的使用也是如此。此外，即使明確記載了所引入的權(quán)利要求列舉的特定數(shù)目，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)至IJ，這樣的陳述應(yīng)通常被解釋為意指至少是所陳述的數(shù)量(例如，單單列舉“兩個(gè)陳述”而沒(méi)有其它修飾語(yǔ)，通常是意指至少兩個(gè)陳述或兩個(gè)或兩個(gè)以上陳述)。此外，在使用類似于“A、B和C中的至少一個(gè)等”的常規(guī)語(yǔ)的情況下，通常，這樣的結(jié)構(gòu)是在本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解該常規(guī)語(yǔ)的意義上使用的(例如，“具有A、B和C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于具有單獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起的系統(tǒng)等)。在使用類似于“A、B或C中的至少一個(gè)等”的常規(guī)語(yǔ)的情況下，通常，這樣的結(jié)構(gòu)是在本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解該常規(guī)語(yǔ)的意義上使用的(例如，“具有A，B或C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于具有單獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，無(wú)論是在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)或附圖中，通常轉(zhuǎn)折詞“和/或”短語(yǔ)表示兩個(gè)或兩個(gè)以上的可替換的條目，應(yīng)該被理解為考慮包括條目中的一個(gè)、條目中的任一個(gè)、或兩個(gè)條目的可能，除非上下文另有規(guī)定。例如，短語(yǔ)“A或B”將通常理解為包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
[0083]對(duì)于所附的權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在其中所列舉的操作通?？梢砸匀魏雾樞蜻M(jìn)行。此外，雖然各種操作流程是按序列給出，但應(yīng)當(dāng)理解的是，各種操作可以以與所示的順序不同的順序來(lái)執(zhí)行，或者可以同時(shí)執(zhí)行。這樣可替換的順序的例子可以包括重疊式、交錯(cuò)式、中斷式、重新排序式、增量式、預(yù)備式、補(bǔ)充式、同時(shí)式、反向式、或其它不同的順序，除非上下文另有規(guī)定。此外，諸如“響應(yīng)”、“相關(guān)”或其它過(guò)去時(shí)態(tài)的形容詞一般不意指排除這樣的變量，除非上下文另有規(guī)定。
[0084]雖然已在本文中公開(kāi)了各個(gè)方面和實(shí)施方式，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它方面和實(shí)施方式將是顯而易見(jiàn)的。本文所公開(kāi)的各個(gè)方面和實(shí)施方式是出于說(shuō)明的目的而并非旨在進(jìn)行限制，真正的范圍和精神由如下的權(quán)利要求書(shū)表明。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其包括: 陰極； 陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)； 柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量； 位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陽(yáng)極誘導(dǎo)電子發(fā)射的抑制器電勢(shì)； 位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及 能讓所述第一成組的電子的第一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一閾值能量實(shí)質(zhì)上等于卡諾效率能。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中抑制器電勢(shì)進(jìn)一步被選擇來(lái)阻止具有低于第二閾值能量的能量的第二成組的電子自陽(yáng)極的電子發(fā)射。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一閾值能量實(shí)質(zhì)上等于所述第二閾值能量。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其還包括: 由所述陰極支撐的介電層，所述介電層支撐所述柵極。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述陰極和陽(yáng)極被分開(kāi)1-1OOOnm的距離。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述陰極和所述柵極被分開(kāi)1-1OOnm的距離。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述陽(yáng)極和所述抑制器被分開(kāi)1-1OOnm的距離。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其還包括位于所述柵極和所述抑制器之間的屏柵，所述屏柵接受第四功率源以產(chǎn)生屏柵電勢(shì)。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述陰極包括至少一個(gè)場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)特征。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其還包括: 電路，其操作性地連接到所述第一、第二和第三功率源中的至少一者以改變相對(duì)于所述陰極電勢(shì)的所述陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述電路接收信號(hào)以確定所述裝置的相對(duì)熱力學(xué)效率以及響應(yīng)于所確定的相對(duì)熱力學(xué)效率動(dòng)態(tài)地改變所述陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述電路接收信號(hào)以確定所述裝置的相對(duì)功率密度以及響應(yīng)于所確定的相對(duì)功率密度動(dòng)態(tài)地改變所述陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其還包括: 具有容積的殼體，其被設(shè)置來(lái)支撐所述陰極、陽(yáng)極、柵極和抑制器，并支持低于大氣壓強(qiáng)的內(nèi)部壓強(qiáng)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其還包括: 操作性地連接到所述殼體以改變所述內(nèi)部壓強(qiáng)的泵。
16.—種方法,其包括: 施加?xùn)艠O電勢(shì)以選擇性地釋放第一區(qū)域中的束縛態(tài)的第一成組的電子； 施加抑制器電勢(shì)以選擇性地將不同于所述第一區(qū)域的第二區(qū)域中的束縛態(tài)的第二成組的電子的發(fā)射釋放，所述第二區(qū)域具有大于所述第一區(qū)域的陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)；以及使所述第一成組的電子的一部分穿過(guò)充氣區(qū)且將所述第一成組的電子的所通過(guò)部分約束在所述第二區(qū)域中。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述第二區(qū)域中的、受束縛的、所述第一成組的電子的所通過(guò)部分形成電流，且進(jìn)一步包括: 測(cè)量所述電流的屬性；以及 根據(jù)所述電流的測(cè)定屬性改變所述柵極電勢(shì)、抑制器電勢(shì)和陽(yáng)極電勢(shì)中的至少一者。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述第二區(qū)域中的、受束縛的、所述第一成組的電子的所通過(guò)部分形成電流，且進(jìn)一步包括: 用所述電流驅(qū)動(dòng)裝置。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 測(cè)量所述第一區(qū)域的溫度；以及 根據(jù)所述第一區(qū)域的測(cè)定溫度改變所述柵極電勢(shì)、抑制器電勢(shì)和陽(yáng)極電勢(shì)中的至少一者。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 測(cè)量所述第二區(qū)域的溫度；以及 根據(jù)所述第二區(qū)域的測(cè)定溫度改變所述柵極電勢(shì)、抑制器電勢(shì)和陽(yáng)極電勢(shì)中的至少一者。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 確定相對(duì)熱力學(xué)效率；以及 響應(yīng)于所確定的相對(duì)熱力學(xué)效率改變所述柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中確定相對(duì)熱力學(xué)效率包括: 測(cè)量所述第二區(qū)域中的電流、所述第二區(qū)域中的溫度和所述第一區(qū)域中的溫度中的至少一者。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 加熱所述第一區(qū)域；以及 根據(jù)所述第一區(qū)域的溫度變化改變所述柵極電勢(shì)。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其中還包括: 冷卻所述第二區(qū)域；以及 根據(jù)所述第二區(qū)域的溫度變化改變所述柵極電勢(shì)。
25.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 作為時(shí)間的函數(shù)來(lái)改變所述柵極電勢(shì)、抑制器電勢(shì)和陽(yáng)極電勢(shì)中的至少一者。
26.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 利用所述柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)在第一方向上加速所述第一成組的電子。
27.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 施加所述抑制器電勢(shì)以使所述第一成組的電子的至少一部分通過(guò)同時(shí)選擇性地阻止所述第二成組的電子。
28.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括: 使所述第二成組的電子的一部分穿過(guò)充氣區(qū)并將所述第二成組的電子的所通過(guò)部分約束在所述第一區(qū)域中。
29.一種裝置，其包括: 被配置來(lái)接收與熱機(jī)對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)的電路，所述熱機(jī)包括陽(yáng)極、陰極、充氣區(qū)、柵極和抑制器； 被配置來(lái)處理所述第一信號(hào)以確定所述熱機(jī)的作為陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)的函數(shù)的第一相對(duì)功率輸出的電路； 被配置來(lái)基于比所述第一功率輸出大的第二功率輸出產(chǎn)生第二信號(hào)的電路；以及 被配置來(lái)發(fā)送與所述第二功率輸出對(duì)應(yīng)的所述第二信號(hào)的電路。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中被配置來(lái)產(chǎn)生所述第二信號(hào)的電路包括: 被配置來(lái)確定所述陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者的變化的電路。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其還包括: 被配置來(lái)響應(yīng)于所確定的變化改變所述陽(yáng)極電勢(shì)、柵極電勢(shì)和抑制器電勢(shì)中的至少一者的電路。
32.—種熱機(jī),其包括: 具有第一溫度的陰極； 具有比所述第一溫度低的第二溫度的陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)； 柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量； 位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陽(yáng)極誘導(dǎo)電子發(fā)射的抑制器電勢(shì)； 位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
33.一種裝置，其包括: 陰極； 陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極和陰極接受第一功率源以產(chǎn)生高于陰極電勢(shì)的陽(yáng)極電勢(shì)； 柵極，其位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間，所述柵極接受第二功率源以產(chǎn)生被選擇來(lái)從所述陰極誘導(dǎo)第一成組的電子的電子發(fā)射的柵極電勢(shì)，該第一成組的電子具有高于第一閾值能量的能量； 位于所述柵極與所述陽(yáng)極之間的抑制器，所述抑制器接受第三功率源以產(chǎn)生抑制器電勢(shì)，其中所述抑制器電勢(shì)被選擇為小于所述陽(yáng)極電勢(shì)和陽(yáng)極功函數(shù)之和； 位于所述陰極和所述陽(yáng)極之間的至少一個(gè)包括氣體的區(qū)域；以及能讓所述第一成組的電子的第一部分通過(guò)的至少一個(gè)路徑，其從所述陰極延伸穿過(guò)所述柵極、穿過(guò)所述包括氣體的區(qū)域、穿過(guò)所述抑制器并延伸到所述陽(yáng)極。
【文檔編號(hào)】H01L23/34GK104137254SQ201280070857
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】羅德里克·A·海德, 喬丁·T·卡勒, 內(nèi)森·P·梅爾沃德, 托尼·S·潘, 洛厄爾·L·小伍德 申請(qǐng)人:埃爾瓦有限公司