(57)【要約】  極低温アセンブリは、少なくとも一つの電気的コンポーネントを支持するように構成されているプラットフォームを含む。プラットフォームを極低温度まで冷却するために、低温クーラーが、プラットフォームに対して熱的に結合されている。真空ユニットは、プラットフォームを受け容れるように構成されたキャビティを囲むハウジングを含んでいる。真空ユニットは、キャビティを周囲環境の雰囲気から断熱するように構成されている。少なくとも一つのコネクタは、電源から極低温アセンブリまで電気信号を伝えるように構成されている。コネクタは、極低温アセンブリの中への熱流を抑制し、一方で、電気信号を伝えている少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを含む。
2017525932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流を低減する極低温アセンブリであって、
少なくとも一つの電気的コンポーネントを支持するように構成されているプラットフォームと、
前記プラットフォームが配置されているキャビティを定めるハウジングであり、前記キャビティが極低温度において維持されるように、周囲の空気から前記キャビティを断熱するよう構成されている、ハウジングと、
前記ハウジングの外部のソースからの電気信号を伝えるように構成されている少なくとも一つのコネクタであり、前記電気信号を伝える一方で、前記キャビティの中への熱流を抑制する少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを含んでいる、少なくとも一つのコネクタと、
を含む、極低温アセンブリ。
【請求項２】
前記極低温アセンブリは、さらに、
前記ハウジングに対して結合された真空ユニットを含む低温クーラーであり、前記キャビティを極低温度まで冷却するように構成されている、低温クーラーと、を含み、
前記少なくとも一つのコネクタは、第１熱伝導性を有する第１部分と、前記第１熱伝導性より小さい第２熱伝導性を有する第２部分とを含む、
請求項１に記載の極低温アセンブリ。
【請求項３】
前記極低温アセンブリは、さらに、
電力を生成するように構成されている電力制御モジュールと、を含み、
前記少なくとも一つのコネクタは、前記電力制御モジュールに対して電気的に接続された第１端と、前記真空ユニットに対して電気的に接続された第２端とを含む、
請求項２に記載の極低温アセンブリ。
【請求項４】
前記コネクタの前記第１端は、第１温度を放出するように構成されており、かつ、前記コネクタの前記第２端は、第１温度より低い第２温度を放出するように構成されている、
請求項３に記載の極低温アセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも一つのコネクタは、前記第１端と前記第２端との間に挿入された少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを含み、
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記第２端に対する熱流を抑制するように構成されており、一方で、前記第２端に対して電気信号を伝えている、
請求項４に記載の極低温アセンブリ。
【請求項６】
前記コネクタは、さらに、
前記電力制御モジュールに対して電気的に接続された第１エレメント端と、前記第１エレメント端と反対側に配置された第２エレメント端とを含む、少なくとも一つの伝導性エレメントと、
前記第２エレメント端に対して電気的に接続された第１ナノチューブ端と、前記第１ナノチューブ端と反対側に配置された第２ナノチューブ端とを含む、前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトと、
前記第２ナノチューブ端に対して電気的に接続された第１セグメント端と、前記真空ユニットの低温インターフェイスに対して電気的に接続された第２セグメント端とを含む、前記少なくとも一つの伝導性セグメントと、
を含む、請求項５に記載の極低温アセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、前記第１熱伝導性を有し、かつ、
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記第２熱伝導性を有する、
請求項６に記載の極低温アセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、前記真空ユニットの前記低温インターフェイスの中に配置されている、
請求項７に記載の極低温アセンブリ。
【請求項９】
電気信号を受信するように構成されている第１端と、極低温アセンブリに対して前記電気信号を出力するように構成されている第２端とを含む、少なくとも一つの伝導性エレメントと、
前記第１端と前記第２端との間に挿入された少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトであり、前記第２端への熱流を抑制するように構成されており、一方で、前記第１端と前記第２端との間の電気伝導性を維持している、少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトと、
を含む、コネクタ。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、第１熱伝導性を有し、かつ、
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記第１熱伝導性より小さい第２熱伝導性を有する、
請求項９に記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、第１温度を放出するように構成されており、かつ、
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記第１温度より低い第２温度を放出するように構成されている、
請求項１０に記載のコネクタ。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記少なくとも一つの伝導性エレメントのエレメント端に電気的に接続された第１ナノチューブ端と、前記第１ナノチューブ端と反対側に配置された第２ナノチューブ端と、を有し、
前記コネクタは、さらに、
前記第２ナノチューブ端に電気的に接続された第１セグメント端と、少なくとも一つの電気信号を出力するように電気的に構成されている第２セグメント端とを有する、少なくとも一つの伝導性セグメント、を含む、
請求項１１に記載のコネクタ。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、前記第１熱伝導性を有し、かつ、
前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、前記第２熱伝導性を有する、
請求項１２に記載のコネクタ。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの伝導性エレメントは、金属ワイヤである、
請求項１３に記載のコネクタ。
【請求項１５】
極低温アセンブリの電力効率を改善するための方法であって、
電気コネクタの第１部分に対して電気信号を出力するステップであり、前記電気信号は前記電気コネクタの前記第１部分を通じて熱流を引き起こしている、ステップと、
前記電気コネクタの第２部分に対して前記熱流が流れるのを抑制するステップであり、前記電気コネクタの前記第２部分は極低温にある、ステップと、
前記電気コネクタの前記第２部分に対して前記電気信号を伝えるステップであり、前記第２部分は、電力効率が改善されるように、前記極低温アセンブリに対して電気的に接続されている、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記方法は、さらに、
少なくとも一つの伝導性エレメントの第１端に対して電気信号を出力するステップであり、前記電気信号は、前記少なくとも一つの伝導性エレメントを通じて前記熱流を引き起こしている、ステップと、
前記少なくとも一つの伝導性エレメントの第２端に対して電気的に接続されている少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトに対して前記電気信号を伝えるステップと、
前記極低温アセンブリにおける寄生性熱流を低減するために、前記少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを介して、前記少なくとも一つの伝導性エレメントを通じた前記熱流を抑制するステップと、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法は、さらに、
前記カーボンナノチューブインターコネクトを通じて前記電気信号を伝え、一方で、前記カーボンナノチューブインターコネクトを通じた前記熱流を抑制する、ステップと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法は、さらに、
前記カーボンナノチューブインターコネクトに対して接続されている第１端と、前記極低温アセンブリに対して接続されている第２端とを有する伝導性エレメントに対して、前記カーボンナノチューブインターコネクトを通じて、前記電気信号を伝えるステップと、
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、さらに、
前記少なくとも一つの伝導性エレメントから第１温度を放出するステップと、
伝導性セグメントから第２温度を放出するステップであり、前記第２温度は前記第１温度より低い、ステップと、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１温度は、前記少なくとも一つの伝導性エレメントの第１熱流に基づくものであり、かつ、
前記第２温度は、前記カーボンナノチューブインターコネクトの第２熱流に基づくものであり
前記第２熱流は、前記第１熱流より小さい、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明開示は、一般的に、極低温超伝導アセンブリに関する。そして、より特定的には、極低温アセンブリに対して電気信号を送付するように構成された電気的インターコネクトに関する。
【０００２】
極低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）アセンブリは、超伝導（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）コンポーネントと電気回路を収容することが追及されている。極低温状況に置かれたときに、超伝導回路とコンポーネントは、従来の半導体コンポーネントと比較して著しいパフォーマンスの増加（例えば、概ね１０倍−２０倍）を提供する。極低温アセンブリの中での極低温度（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  ｔｅｍｐａｒａｔｕｒｅ）は、パフォーマンスの増加を達成するために維持される必要がある。
【０００３】
従来の極低温アセンブリ１０の一つの例が、図１に示されている。従来の極低温アセンブリ１０は、典型的には、低温クーラー（ｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ）１２と真空アセンブリ１４を含んでいる。低温クーラー１２は、プラットフォーム１６と熱伝達（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）しており、そして、プラットフォーム１６を極低温度まで冷却するように動作する。真空アセンブリ１４は、プラットフォーム１６を受け容れるようにデザインされたキャビティ１８を断熱する（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｅ）ように動作する。センサ２０がキャビティ１８の中に配置されており、そして、キャビティ１８の内部温度を示す温度信号を出力する。低温クーラー１２は、温度信号を受け取り、そして、設定された極低温度においてプラットフォーム１６を維持するように動作する。従って、例えば、真空アセンブリ１４及び/又はキャビティ１８の中に入るあらゆる寄生性（ｐａｒａｓｉｔｉｃ）熱流束（ｈｅａｔ  ｆｌｕｘ）が、低温クーラー１２の作業出力を増やすことによって補償される必要がある。結果として、寄生性熱流束は、従来の極低温アセンブリ１０の全般的な効率を低減してしまう。
【０００４】
真空アセンブリ１４の中への寄生性熱流束の侵入に係る最も大きな貢献のうちの一つは、電気信号を伝える電気コネクタ２２である。電気信号は、例えば、真空アセンブリ（つまり、デュワー（ｄｅｗａｒ））の内側にマウントされた電子機器に対する電力と制御信号、といったものである。コネクタ２２の一つまたはそれ以上のワイヤ２４は、しかしながら、熱伝導性であり、そして、典型的には、電力及び／又は電気信号を伝えるときに熱（Ｔ１）を放出する。結果として、寄生性熱流束は、ワイヤ２４を介して真空アセンブリ１４の中へ入ることができる。従って、真空アセンブリ１４の中への寄生性熱流束が増加するので、低温クーラー１２の電力消費と作業出力が増加する。
【発明の概要】
【０００５】
一つの実施例に従って、極低温熱流低減（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  ｈｅａｔ  ｆｌｏｗ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）アセンブリは、少なくとも一つの電気的コンポーネントを支持するように構成されているプラットフォームと、プラットフォームがその中に配置されるキャビティを定めるハウジングとを含む。ハウジングは、キャビティが極低温度において維持されるように、周囲の空気からキャビティを断熱するよう構成されている。極低温熱流低減アセンブリは、さらに、ハウジングの外部のソースからの電気信号を伝えるように構成されている少なくとも一つのコネクタを含む。少なくとも一つのコネクタは、電気信号を伝える一方で、キャビティの中への熱流を抑制する少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを含んでいる。
【０００６】
別の実施例に従って、コネクタは、さらに、電気信号を受信するように構成されている第１端と、極低温アセンブリに対して電気信号を出力するように構成されている第２端とを含む、少なくとも一つの伝導性エレメントを有する。コネクタは、さらに、第１端と第２端との間に挿入された少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトを含む。少なくとも一つのカーボンナノチューブインターコネクトは、第２端への熱流を抑制するように構成されており、一方で、第１端と第２端との間の電気伝導性を維持している。
【０００７】
さらに別の実施例に従って、極低温アセンブリの電力効率を改善するための方法は、電気コネクタの第１部分に対して電気信号を出力するステップを含む。電気信号は電気コネクタの第１部分を通じて熱流を引き起こしている。本方法は、さらに、電気コネクタの第２部分に対して熱流が流れるのを抑制するステップを含み、電気コネクタの第２部分は極低温度である。本方法は、さらに、電気コネクタの第２部分に対して電気信号を伝えるステップを含む。第２部分は、電力効率が改善されるように、極低温アセンブリに対して電気的に接続されている。
【０００８】
追加的な機能は、本発明に係る技術を通じて理解される。本発明に係る他の実施例と機能は、ここにおいて詳細に説明され、そして、請求される発明の一部であると考えられる。機能を伴う本発明のより良い理解のために、明細書および図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示のより完全な理解のために、添付の図面および詳細な説明と関連して捉えて、以降の概要がこれから参照される。ここで、類似の参照番号は類似のパーツを表している。
【図１】図１は、従来の極低温アセンブリを示しているブロック図である。
【図２】図２は、一つの典型的な実施例に従った、極低温アセンブリを示しているブロック図である。
【図３】図３は、銅（Ｃｕ）、コンスタンタン（ｃｏｎｓｔａｎｔａｎ）、および、カーボンナノチューブの直流（ＤＣ）伝導率（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を示しているテーブルである。
【図４Ａ】図４Ａは、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）材料の断熱能力を示しているテーブルである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＣＮＴ材料の断熱能力を示しているテーブルである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ＣＮＴ材料の断熱能力を示しているテーブルである。
【図５Ａ】図５Ａは、低温におけるドープされたＣＮＴ材料の熱伝導性を示している線グラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ドープされたＣＮＴ材料の熱伝導性を示しているテーブルである。
【図６】図６は、ＣＮＴ材料の電気抵抗を示している線グラフである。
【図７】図７は、限定的ではない実施例に従って、極低温アセンブリの電力効率を改善する方法を説明しているフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以降の説明におけるエレメントと図面におけるもの（図面のコンテンツはこの開示において参照として含まれている）との間の様々な関連が明らかにされることに留意する。こうした関連は、一般的に、そして、そうでないものと特定されていなければ、直接的または間接的なものであってよいこと、および、この明細書は、この点において、限定的であるように意図されたものではないことに留意する。この点において、エンティティ間の結合は、直接的または間接的な接続のいずれかを参照してよい。図面の全体を通じて、対応している参照番号は、類似または対応するパーツもしくは機能を示していることが理解されるべきである。ここにおいて使用されるように、用語モジュール”ｍｏｄｕｌｅ”、ユニット”ｕｎｉｔ”、及び／又は、エレメント”ｅｌｅｍｅｎｔ”は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有、専用、またはグループ）、およびメモリを含み得る処理回路として形成され得るものであり、一つまたはそれ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラム、組み合わせのロジック回路、及び／又は、説明される機能を提供する他の適切なコンポーネントを実施する。
【００１１】
一つの限定的でない実施例に従って、一つまたはそれ以上の電気伝導体（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を含む極低温アセンブリが提供される。電気伝導体は、極低温アセンブリに対して電力及び／又は他の電気信号を提供する。電気伝導体は、その中に形成された一つまたはそれ以上のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）インターコネクトを含んでいる。ＣＮＴインターコネクトは、極低温アセンブリに対して電力及び／又は信号を伝えるための十分な伝導性を備えている一方で、なお、極低温アセンブリの中への寄生性熱流を削減するものである。つまり、ＣＮＴインターコネクトは、コネクタの極低温側に形成することができ（例えば、真空ユニットの内側に配置する）、電力と電気信号を通過させる一方で、極低温アセンブリの中への熱流（ｈｅａｔ  ｆｌｏｗ）をブロックする。ＣＮＴインターコネクトは、極低温アセンブリを駆動するために必要な、より低い全体の電力要求を提供する。従って、極低温アセンブリの全体的なサイズ、重量、および電力消費（ＳＷａＰ）が削減され得る。
【００１２】
図２を参照すると、一つの典型的な実施例に従った、極低温アセンブリ１００が示されている。極低温アセンブリ１００は、低温クーラー１０２、真空ユニット１０４、および、電力制御モジュール１０６を含んでいる。低温クーラー１０２は、プラットフォーム１０５に対して熱的に結合されており、そして、概ね１２０Ｋ又はより低い温度である極低温度までプラットフォーム１０５を冷却するように動作する。
【００１３】
電力制御モジュール１０６は、一つまたはそれ以上のコネクタ１１２を介して真空ユニット１０４に対して電気的に接続されている。一つの実施例に従って、電力制御モジュール１０６は、例えば、電源として構成され得る。各コネクタ１１２は、一つまたはそれ以上の電気伝導性エレメント１１４を含み得る。例えば、銅線１１４といったものである。伝導性エレメント１１４の第１端は、電力制御モジュール１０６に対して接続されており、一方で、第２端は、真空ユニット１０４に対して接続されている。このようにして、伝導性エレメント１１４、つまり、銅線１１４は、電力制御モジュール１０６から真空ユニット１０４へ電力及び／又は制御信号を伝える。一つの実施例において、電気伝導性エレメント１１４も、また、熱伝導性であり、そして、電力制御モジュール１０６から電力及び／又は電気信号を伝えるときに、熱（Ｔ１）を放出し得る。
【００１４】
真空ユニット１０４は、熱遮へい体１０８を含んでおり、プラットフォーム１０５を受け容れるように構成されたキャビティ１０９を定めている。一つの実施例に従って、電力制御モジュール１０６は、真空ユニット１０４に対して電力を供給する。真空ユニット１０４は、次に、プラットフォーム１０５が所望の極低温度において維持されるように、周囲の外部環境温度からキャビティ１０９を熱的に隔離するために動作する。センサ１１０が、キャビティ１０９の中に配置されており、そして、キャビティ１０９の内部温度を示している温度信号を出力する。温度信号に基づいて、低温クーラー１０２は、所望の極低温度でプラットフォーム１０５を冷却するように動作する。
【００１５】
コネクタ１１２は、一つまたはそれ以上のＣＮＴインターコネクト１１６を含んでいる。ＣＮＴインターコネクト１１６は、例えば、織り糸のような（ｙａｒｎ−ｌｉｋｅ）構成において相互にからみついた複数のカーボンナノチューブを含んでいる。一つの実施例に従って、カーボンナノチューブは、例えば、マトリクス材料として形成された半導体と金属ナノチューブの組み合わせを含んでいる。極低温度（例えば、概ね１２０Ｋ又はより低い温度）において、カーボンナノチューブの熱的な熱流（ｈｅａｔ  ｆｌｏｗ）は著しく低減され（例えば、環境室温における熱的な熱流と比較したときにＸ％）、一方で、カーボンナノチューブの電気伝導性は未だに存在している。このようにして、ＣＮＴインターコネクト１１６は、極低温アセンブリ１００の中への熱流を遮断することができ、一方で、より詳細に以下に説明されるように、電力制御モジュール１０６によって伝えられる電力と電気信号を、なおも、通過させている。
【００１６】
ＣＮＴインターコネクト１１６は、例えば、電気メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）と半田（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）プロセスを使用して、一つまたはそれ以上の伝導性エレメント１１４の部分の間で継ぎ合わせること（ｓｐｌｉｃｅ）ができる。伝導性エレメント１１４を用いてＣＮＴインターコネクト１１６のセクション（ｓｅｃｔｉｏｎ）を一線に（ｉｎ−ｌｉｎｅ）挿入または継ぎ合わせることは、抵抗損失を最小化し、そして、真空ユニット１０４の低温インターフェイスに入ってくる熱流を抑制するように、大幅な断熱を提供する。一つまたはそれ以上のＣＮＴインターコネクトの出力は、プラットフォーム１０５及び／又はプラットフォームによってサポートされているデバイスに対して接続され得る。一つの実施例に従って、ＣＮＴインターコネクト１１６は、例えば、概ね０．００２インチ（１．０ミリメートル）、または、それぞれより小さい長さを有してよい。この長さは、しかしながら、これらに限定されるものではなく、そして、増加され得るものである。ＣＮＴインターコネクト１１６の短い長さが許容されないようなアプリケーションのために、ＣＮＴインターコネクト１１６の直径は、低減された電気伝導性のインパクトを小さくするために増加され得る。一つの実施例に従って、ＣＮＴインターコネクト１１６の直流（ＤＣ）電気導電性は、室温における銅よりも概ね２００倍小さなものである。しかしながら、ＣＮＴインターコネクト１１６は、伝導性セグメント１１７と電力制御モジュール１０６に対して直接的に接続されているそれぞれの伝導性エレメント１１４の残りの部分、つまり銅線、との間で非常に短いセクションが継ぎ合わされているときは、なおも、最小限の損失を伴って電力と他の信号を伝えることができる。
【００１７】
ＣＮＴインターコネクト１１６の熱伝導性は、主に大きく低減される光子（電子よりむしろ）インタラクションによるマトリクス材料を通じて熱エネルギが移動するので、劇的に減少する。従って、ＣＮＴインターコネクト１１６の熱伝導性は、伝導性エレメント１１４の熱伝導性よりも小さい。これらの組み合わされた特性により、ＣＮＴワイヤインターコネクト１１６は、電気信号を伝えることができ、一方で、そこを通じた熱流を抑制している。結果として、ＣＮＴワイヤインターコネクト１１６に対して継ぎ合わされた伝導性セグメント１１７の温度（Ｔ２）は、電力制御モジュール１０６に対して直接的に接続されている伝導性エレメント１１４の温度（Ｔ１）よりも低いものである。伝導性エレメント１１４（例えば、銅線）は、従来の極低温アセンブリの中への最も高い熱流に対して典型的に貢献するので、本開示に係る少なくとも一つの実施例は、低温クーラーのより低い電力要求を結果として生じるＣＮＴインターコネクト１１６を含んでおり、一方で、なおも、所望の極低温を達成している。
【００１８】
ワイヤに沿った熱の流れ（つまり、熱流）に抵抗する断熱材としての一つまたはそれ以上のＣＮＴインターコネクト１１６の動作を使用して達成される、極低温における実質的で予期しない熱伝導性の低減により、極低温アセンブリ１００は、全体的なサイズ、重量、および電力消費（ＳＷａＰ）を削減することができる。このようにして、低温クーラー電力効率（つまり、キャビティ１０９及び／又はプラットフォーム１０５に係る所望の温度を維持するために必要とされる電力の量）が改善される。さらに、低減された熱的な寄生性の振る舞いと一緒に増加された電力効率を伴うコンパクトな低温クーラーは、複数のプラットフォーム（例えば、地上、船、空中、および宇宙）にわたる超伝導電子機器の実施をもたらすことができる。
【００１９】
図３を参照すると、テーブルは、銅（Ｃｕ）、コンスタンタン、および、カーボンナノチューブ材料のＤＣ伝導率を示している。図３においてさらに示されるように、ＣＮＴ材料は、銅およびコンスタンタンに対して実質的に低減された熱伝導性を有しており、一方で、なおも、電気伝導性を提供している。ＣＮＴ材料の熱伝導性と電気伝導性の両方は、室温（ＲＴ）測定から推定される。図４Ａ−図４Ｃに今から移ると、ＣＮＴ材料の断熱能力が、より詳細に説明されている。図４Ａを参照すると、０．００１ワット（Ｗａｔｔ）の熱流リミットを達成するために必要な銅、コンスタンタン、および、ＣＮＴ材料の長さが示されている。従って、０．００１Ｗの熱流を達成するためには、著しく少ない量のＣＮＴ材料が必要とされる。
【００２０】
図４Ｂを参照すると、０．５インチの長さの銅、コンスタンタン、および、ＣＮＴ材料の熱流が示されている。ＣＮＴ材料は、銅およびコンスタンタンに対して著しく小さい熱流を提供するように示されている。
【００２１】
図４Ｃを参照すると、３つのワイヤ／インターコネクトの組み合わせに対応している熱流が示されている。１０インチの銅線と０．５インチの銅製インターコネクトを含む第１のワイヤ／インターコネクトは、４０Ｗの熱流を有している。１０インチのコンスタンタン製ワイヤと０．５インチのコンスタンタン製インターコネクトを含む第２のワイヤ／インターコネクトは、０．０１６Ｗの熱流を有している。１０インチの銅線と０．５インチのＣＮＴインターコネクトを含む第３のワイヤ／インターコネクトは、０．００６７Ｗの熱流を有している。
【００２２】
上述の熱流は、以下の等式（１）を使用して計算することができる。
Ｑ＝Ｋ＊Ａ＊ΔＴ／Ｌ                     （１）、  ここで、
Ｑ＝熱流、
Ｋ＝伝導性材料の熱伝導定数
Ａ＝伝導性材料の断面積
ΔＴ＝伝導性材料の温度差異
Ｌ＝伝導体の長さ
【００２３】
図５Ａ−図５Ｂに移ると、極低温におけるドープされたＣＮＴ材料の投射された熱伝導性が示されている。図５Ａを参照すると、線グラフは、カーボンナノチューブのシート材の熱伝導性を示している。この例において、カーボンナノチューブのシート材は、温度に対して、例えば、ホウ素（ｂｏｒｏｎ）を用いてドープされている。図５Ｂに移ると、テーブルは、ホウ素（Ｂ）ドープされたＣＮＴ材料が、これらに限定されるわけではないが、空気、エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）、ウレタンフォーム、および、ファイバーグラスを含む、よく知られた断熱材に匹敵することを示している。従って、ＣＮＴ材料の熱伝導性は、いくつかのよく知られた断熱材に匹敵すること、一方で、従来のよく知られた断熱材料によっては達成されない高い導電性（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を提供するという追加の機能を提供していることが、正しく理解され得る。
【００２４】
図６を参照すると、線グラフは、液体窒素に対して繰り返し曝された後のＣＮＴ材料の電気抵抗を示している。ＣＮＴエレメントは、極低温度まで冷却されている一方で、著しい電気伝導性を示し続けている。ＣＮＴ材料は、例えば、８インチの長さと０．０１０インチの直径を有するものである。
【００２５】
図７に今から移ると、フローチャートが、限定的ではない実施例に従って、極低温アセンブリの電力効率を改善する方法を説明している。本方法は、オペレーション７００において開始し、そして、オペレーション７０２において、電気コネクタの第１部分に対して電気信号が伝えられる。一つの実施例に従って、電力制御モジュールは、コネクタの第１部分に対して電力信号（ｐｏｗｅｒ  ｓｉｇｎａｌ）を出力する。電気信号は、電気コネクタの第１部分を通じた熱流を引き起こす。オペレーション７０４において、熱流は、電気コネクタの第２部分に流れることが抑制される。一つの実施例に従って、一つまたはそれ以上のカーボンナノチューブインターコネクトが、コネクタの第１部分と第２部分との間に置かれている。オペレーション７０６においては、電気コネクタの第２部分に対して電気信号が伝えられ、一方で、熱流をブロックしている。一つの実施例に従って、コネクタの第２部分は、オペレーション７０８において電気信号が極低温アセンブリに対して伝えられるように、極低温アセンブリに対して電気的に接続されており、そして、本方法は、オペレーション７１０で終了する。このようにして、極低温アセンブリの電力効率が改善されるように、寄生性熱流は、極低温アセンブリの中へ入ることからブロックされている。
【００２６】
以下の請求項における、対応する構成、材料、アクト、および、全ての手段の均等物またはステッププラスファンクション（ｓｔｅｐ  ｐｌｕｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）エレメントは、特定的に請求されるように他の請求されるエレメントと組み合わされて機能を実行するための、あらゆる構成、材料、または、アクトを含むように意図されている。本発明の記述は、図示と説明の目的のために表わされてきたものであり、本発明が開示された形式について、網羅的であり、また、限定されることは意図されていない。多くの変更および変形が、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、当業者にとっては明らかであろう。実施例は、本発明および実用的なアプリケーションの原理を最善に説明するために、そして、他の当業者が、考えられる特定の使用について適するように様々な変更を伴なう様々な実施例について本発明を理解することができるようにするために、選択され、かつ、説明されたものである。
【００２７】
本発明について様々な実施例が説明されてきたが、現在そして将来の両方において、当業者であれば、以降の請求項の範囲内に落とし込まれる様々な変更および強化をなし得ることが理解されよう。これらの請求項は、最初に説明された本発明について適切な保護を維持するものと解釈されるべきである。
【図１】
2017525932.tif 000003
【図２】
2017525932.tif 000004
【図３】
2017525932.tif 000005
【図４Ａ】
2017525932.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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