"高エネルギー光子放出を電気エネルギーに変換するための高エネルギー光子エネルギー変換器であって、高エネルギー光子を吸収し、前記材料の第1の層内で吸収された高エネルギー光子によって、材料の第1の層内の原子から放出された電子を放出する、材料の第1の層であって、前記材料の第1の層内の放出された電子の平均自由行程の長さ未満の厚さを有する、第1の層と、前記材料の第1の層から放出された電子を収集し、前記材料の第1の層に電気的に連結される、材料の第2の層であって、前記材料の第1の層から放出された電子の前記材料の第2の層内の平均自由行程の長さを超える厚さを有する、材料の第2の層とを備える、変換器。前記材料の第2の層に連結された材料の第3の層であって、絶縁体材料を備える、材料の第3の層をさらに備える、請求項1に記載の変換器。前記第1および第2の層は、対面して積層される、請求項1に記載の変換器。前記材料の第1の層は、円筒形コアとして構成され、前記材料の第2の層は、前記円筒形コアを中心として配置される、円筒形シェルとして構成され、前記円筒形コアの半径は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さの1/2倍未満である、請求項1に記載の変換器。前記材料の第2の層の円筒形シェルを中心として配置される、円筒形シェルとして構成される、絶縁材料の第3の層をさらに備える、請求項4に記載の変換器。前記材料の第1の層は、高い原子電荷数の構成要素を備える、請求項1から5に記載の変換器。前記高い原子電荷数の構成要素は、耐火金属または金属酸化物である、請求項6に記載の変換器。前記高い原子電荷数の構成要素は、タングステンである、請求項6に記載の変換器。前記材料の第2の層の原子電荷数は、前記材料の第1の層の原子電荷数と異なる、請求項1から8に記載の変換器。前記材料の第2の層の原子電荷数は、前記材料の第1の層の原子電荷数より少ない、請求項1から8に記載の変換器。前記材料の第2の層は、金属である、請求項1から10に記載の変換器。前記金属は、アルミニウムである、請求項11に記載の変換器。前記材料の第3の層は、SiO2である、請求項2および5に記載の変換器。前記材料の第1の層は、前記材料の第2の層と、前記材料の第2の層と同一材料を備える材料の第3の層との間に挟入される、請求項1に記載の変換器。前記材料の第1の層によって吸収可能な高エネルギー光子は、約100eV以上の範囲内のエネルギーを有する、請求項1から14に記載の変換器。前記材料の第1の層によって吸収可能な高エネルギー光子は、X線、XUV線、またはガンマ線を含む、請求項1から14に記載の変換器。前記材料の第1および第2の層は、負荷を有する回路に連結される、請求項1から16に記載の変換器。前記負荷は、電気的に駆動可能な構成要素、電気貯蔵システム、または配電網である、請求項17に記載の変換器。前記材料の第1および第2の層は、光子束源から放出された光子束の伝搬を遮断し、その方向に略垂直である、表面に連結可能であり、前記第1および第2の層の各層は、前記光子束の伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される、請求項1から18に記載の変換器。高エネルギー光子放出を電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換器であって、高エネルギー光子を吸収し、第1の材料内で吸収された高エネルギー光子によって、第1の材料内の原子から放出された電子を放出する、第1の材料の第1の複数の層であって、前記第1の複数の層の各層は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さ未満の厚さを有する、第1の複数の層と、前記第1の材料の第1の複数の層から放出される電子を収集し、前記第1の材料の第1の複数の層に電気的に連結される、第2の材料の第2の複数の層であって、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の第1の複数の層から放出される電子の前記第2の材料内の平均自由行程の長さを超える厚さを有し、前記第2の材料の第2の複数の層の1つ以上の層は、前記第1の材料の第1の複数の層の隣接する層間に介在する、第2の材料の第2の複数の層とを備える、変換器。第3の材料の第3の複数の層であって、前記第3の複数の層の各層は、前記第2の材料の第2の複数の層の1つ以上の層の隣接する層間に介在する、第3の複数の層をさらに備える、請求項20に記載の変換器。前記第1および第2の複数の層は、対面して積層される、請求項20に記載の変換器。前記第1の材料の前記第1の複数の層の各層は、円筒形コアとして構成され、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の円筒形コアを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成され、前記円筒形コアの半径は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さの1/2倍未満である、請求項20に記載の変換器。前記第2の材料の円筒形シェルを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成される、第3の絶縁材料の第3の複数の層をさらに備える、請求項23に記載の変換器。前記第1の材料は、高い原子電荷数の構成要素を備える、請求項20から24に記載の変換器。前記高い原子電荷数の構成要素は、耐火金属または金属酸化物である、請求項25に記載の変換器。前記高い原子電荷数の構成要素は、タングステンである、請求項25に記載の変換器。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数と異なる、請求項20から27に記載の変換器。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数より少ない、請求項20から27に記載の変換器。前記第2の材料は、金属である、請求項20から29に記載の変換器。前記金属は、アルミニウムである、請求項30に記載の変換器。前記第3の材料は、SiO2である、請求項21および24に記載の変換器。前記第1の材料の第1の複数の層の層はそれぞれ、前記第2の材料の第2の複数の層の2つの層間に挟入される、請求項20に記載の変換器。前記第1の材料によって吸収可能な高エネルギー光子は、約100eV以上の範囲内のエネルギーを有する、請求項20から33に記載の変換器。前記材料の第1の層によって吸収可能な高エネルギー光子は、X線、XUV線、またはガンマ線を含む、請求項20から33に記載の変換器。前記第1および第2の複数の層は、負荷を有する回路に連結される、請求項20から35に記載の変換器。前記負荷は、電気的に駆動可能な構成要素、電気貯蔵システム、または配電網である、請求項36に記載の変換器。前記材料の第1および第2の複数の層は、光子束源から放出された光子束の伝搬を遮断し、その方向に略垂直である、表面に連結可能であって、前記第1および第2の複数の層の各層は、前記光子束の伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される、請求項20から37に記載の変換器。前記第1の材料の前記第1の複数の層の各層は、円筒形コアとして構成され、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の円筒形コアを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成され、前記円筒形コアの半径は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さの1/2倍未満である、請求項38に記載の変換器。前記第2の材料の円筒形シェルを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成される、第3の絶縁材料の第3の複数の層をさらに備える、請求項39に記載の変換器。前記光子束の伝搬の方向に沿って測定される、前記第1の材料の第1の複数の層の総厚は、前記第1の材料内の光子束の光子のための平均自由行程の長さを上回る、請求項38から40に記載の変換器。高エネルギー光子放出を電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換器システムであって、光子束源を包囲し、前記光子束源から放出される光子束の伝搬を遮断し、その方向に略垂直である、表面を有する、壁と、前記壁の表面を被覆する、複数の変換器タイルであって、各変換器タイルは、高エネルギー光子を吸収し、第1の材料内で吸収された高エネルギー光子によって、第1の材料内の原子から放出された電子を放出する、第1の材料の第1の複数の層であって、前記第1の複数の層の各層は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さ未満の厚さを有する、第1の複数の層と、前記第1の材料の第1の複数の層から放出された電子を収集し、前記第1の材料の第1の複数の層に電気的に連結される、第2の材料の第2の複数の層であって、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の第1の複数の層から放出される電子の前記第2の材料内の平均自由行程の長さを超える厚さを有し、前記第2の材料の第2の複数の層の1つ以上の層は、前記第1の材料の第1の複数の層の隣接する層間に介在する、第2の材料の第2の複数の層とを備える、変換器タイルとを備える、変換器システム。前記第1および第2の複数の層の各層は、前記光子束の伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される、請求項42に記載の変換器システム。各変換器タイルは、第3の材料の第3の複数の層であって、前記第3の複数の層の各層は、前記第2の材料の第2の複数の層の1つ以上の層の隣接する層間に介在する、第3の複数の層をさらに備える、請求項42に記載の変換器システム。前記第1および第2の複数の層は、対面して積層される、請求項42に記載の変換器システム。前記第1の材料の前記第1の複数の層の各層は、円筒形コアとして構成され、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の円筒形コアを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成され、前記円筒形コアの半径は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さの1/2倍未満である、請求項42に記載の変換器システム。各変換器タイルは、前記第2の材料の円筒形シェルを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成される、第3の絶縁材料の第3の複数の層をさらに備える、請求項46に記載の変換器システム。前記第1の材料は、高い原子電荷数の構成要素を備える、請求項42から47に記載の変換器システム。前記高い原子電荷数の構成要素は、耐火金属または金属酸化物である、請求項48に記載の変換器システム。前記高い原子電荷数の構成要素は、タングステンである、請求項48に記載の変換器システム。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数と異なる、請求項42から50に記載の変換器システム。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数より少ない、請求項42から50に記載の変換器システム。前記第2の材料は、金属である、請求項42から52に記載の変換器システム。前記金属は、アルミニウムである、請求項53に記載の変換器システム。前記第3の材料は、SiO2である、請求項43および47に記載の変換器システム。前記第1の材料の第1の複数の層の層はそれぞれ、前記第2の材料の第2の複数の層の2つの層間に挟入される、請求項42に記載の変換器システム。前記第1の材料によって吸収可能な高エネルギー光子は、約100eV以上の範囲内のエネルギーを有する、請求項42から56に記載の変換器システム。前記材料の第1の層によって吸収可能な高エネルギー光子は、X線、XUV線、またはガンマ線を含む、請求項42から56に記載の変換器システム。前記第1および第2の複数の層は、負荷を有する回路に連結される、請求項42から58に記載の変換器システム。前記負荷は、電気的に駆動可能な構成要素、電気貯蔵システム、または配電網である、請求項59に記載の変換器システム。前記光子束の伝搬の方向に沿って測定される、各変換器タイルのための前記第1の材料の第1の複数の層の総厚は、前記第1の材料内の光子束の光子のための平均自由行程の長さを上回る、請求項42から60に記載の変換器システム。エネルギーを高エネルギー光子から電気に変換する方法であって、光子束源を包囲する壁の表面に連結される、第1の材料の第1の複数の層のうちの1つ内に、前記光子束源から放出される光子束の高エネルギー光子を吸収するステップであって、前記表面は、前記光子束の伝搬の方向に略垂直である、ステップと、第2の材料の第2の複数の層のうちの1つ内に、前記高エネルギー光子によって、前記第1の材料内の原子から放出された1つ以上の電子を収集するステップとを含み、前記第1の材料の前記第1の複数の層の各層は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さ未満の厚さを有し、前記第2の材料の第2の複数の層は、前記第1の材料の第1の複数の層に電気的に連結され、前記第1および第2の複数の層の各層は、前記光子束の伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される、方法。前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料から放出される電子の第2の材料内の平均自由行程の長さを上回る厚さを有し、前記第2の材料の第2の複数の層のうちの1つ以上の層は、前記第1の材料の第1の複数の層の隣接する層間に介在する、請求項62に記載の方法。前記第1および第2の複数の層は、対面して積層される、請求項62に記載の方法。前記第1の材料の前記第1の複数の層の各層は、円筒形コアとして構成され、前記第2の材料の第2の複数の層の各層は、前記第1の材料の円筒形コアを中心として同心円状に配置される、円筒形シェルとして構成され、前記円筒形コアの半径は、前記第1の材料内で放出された電子の平均自由行程の長さの1/2倍未満である、請求項62に記載の方法。前記第1の材料は、高い原子電荷数の構成要素を備える、請求項62から65に記載の方法。前記高い原子電荷数の構成要素は、耐火金属または金属酸化物である、請求項66に記載の方法。前記高い原子電荷数の構成要素は、タングステンである、請求項66に記載の方法。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数と異なる、請求項62から68に記載の方法。前記第2の材料の原子電荷数は、前記第1の材料の原子電荷数より少ない、請求項62から68に記載の方法。前記第2の材料は、金属である、請求項62から70に記載の方法。前記金属は、アルミニウムである、請求項71に記載の方法。前記第1の材料の第1の複数の層の層はそれぞれ、前記第2の材料の第2の複数の層の2つの層間に挟入される、請求項62に記載の方法。前記第1の材料によって吸収可能な高エネルギー光子は、約100eV以上の範囲内のエネルギーを有する、請求項62から73に記載の方法。前記材料の第1の層によって吸収可能な高エネルギー光子は、X線、XUV線、またはガンマ線を含む、請求項62から74に記載の方法。前記光子束の伝搬の方向に沿って測定される、前記第1の材料の第1の複数の層の総厚は、前記第1の材料内の光子束の光子のための平均自由行程の長さを上回る、請求項62から75に記載の方法。したがって、高エネルギー光子から電気へのエネルギーの変換を促進するであろう、システムおよび方法を提供することが望ましい。概要本明細書に説明される実施形態は、高エネルギー光子から電気へのエネルギーの変換を対象とする。本明細書に提供される実施形態の根本にある原理は、高エネルギー光子による、原子からの電子の放出高原子番号高Z材料の原子からの深在性の内殻電子の放出を含むに基づく。放出された電子は、素子の異なる領域内への放出された電子の移動をもたらすことができる、運動エネルギーを持ち、放出された電子の蓄積は、次いで、外部電気回路を駆動し得る、電位を生成することができる。着目光子スペクトルは、XUV線、X線、ガンマ線等を含むが、それらに限定されない、非可視領域内の光子を含む。本明細書に提供されるシステムおよび方法は、異なる原子電荷を伴う一連の材料を利用して、一連のオージェ電子放出を介した、単一高エネルギー光子による大量の電子の放出を用いる。一実施形態では、高エネルギー光子変換器は、好ましくは、高エネルギー光子を吸収し、電子を吸収または収集するための他の材料の第2の複数の層と組み合わせられた電子を放出するための材料の第1の複数の層から成る、線形に層化されたナノメータ尺度ウエハを含む。第2の複数の層の材料は、第1の複数の層の材料の原子電荷数と異なる原子電荷数を有する。第1および第2の複数の層は、好ましくは、側方に隣り合ってすなわち、対面して積層され、相互間に介在し、高エネルギー光子の伝搬の方向に対して、グレージング浅い角で配向される。別の実施形態では、ナノメータ尺度層は、管状またはシェル状構成に構成される。さらに別の実施形態では、層は、絶縁体材料の第3の複数の層を含む。本明細書に説明されるシステムおよび方法は、エネルギー検出および吸収から、粒子加速器内での高エネルギー光子のエネルギー変換、他の超高温物質高温度プラズマ等および/または多量の高エネルギー光子を放出する爆発源爆薬等、放射性核廃棄物使用済み核燃料棒等の放出のエネルギー捕捉、および空間用途電源、遮蔽等、ならびに当業者にとって容易に認識可能な他の用途まで、広範囲の用途で利用されてもよい。例示的実施形態の他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図および発明を実施するための形態の検討によって、当業者には明白である、または明白となるであろう。類似構造または機能の要素は、概して、図面を通して、例証的目的のために、同一参照番号によって、表されることに留意されたい。また、図は、好ましい実施形態の説明を促進するためにのみ意図されることに留意されたい。詳細な説明以下に開示される付加的特徴および教示はそれぞれ、別個に、または他の特徴および教示と併用して、利用され、高エネルギー光子から電気へのエネルギーの変換を促進するためのシステムおよび方法を産生することができる。ここで、別個および組み合わせの両方において、これらの付加的特徴および教示の多くを利用する、本発明の代表的実施例について、添付の図面を参照して、さらに詳細に説明される。本発明を実施するための形態は、単に、本教示の好ましい側面を実践するためのさらなる詳細を当業者に教示することを意図し、発明の範囲を限定することを意図するものではない。したがって、以下の詳細な説明に開示される特徴およびステップの組み合わせは、広い意味において、本発明を実践する必要がなく、代わりに、単に、特に、本教示の代表的実施例を説明するように教示されてもよい。さらに、代表的実施例および従属請求項の種々の特徴は、本教示の付加的有用実施形態を提供するために、具体的かつ明示的に列挙されていない方法で組み合わせられてもよい。加えて、説明および/または請求項に開示されるすべての特徴は、本来の開示の目的のために、ならびに実施形態および/または請求項内の特徴の組成から独立して、請求される主題を制限する目的のために、相互から別個かつ独立して、開示されることが意図されることに、特に留意されたい。また、すべての値範囲または実体の群の指示は、本来の開示の目的のために、ならびに請求される主題を制限する目的のために、あらゆる可能性のある中間値または中間実体を開示することにも、明示的に留意されたい。本明細書に説明される実施形態は、高エネルギー光子例えば、好ましくは、約100eV以上の範囲内のエネルギーを伴う光子等から電気へのエネルギーの変換を対象とする。実施形態の根本にある原理は、高エネルギー光子による、原子からの電子の放出原子番号高Z材料の原子からの深在性の内殻電子を含むに基づく。放出された電子は、素子の異なる領域内への放出された電子の移動をもたらすことができる、運動エネルギーを持ち、放出された電子の蓄積は、外部電気回路を駆動するために捕捉され得る、電位を生成することができる。着目光子スペクトルは、好ましくは、XUV線、X線、ガンマ線等を含むが、それらに限定されない、非可視領域内の光子を含む。そのような光子のエネルギーは、可視領域内の光子のエネルギーより数倍大きく、したがって、熱化のための限界は、遥かに大きい論理的カルノー係数は、略1である。高入射光子エネルギー概して、100eV以上のため、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、光電気素子例えば、太陽電池または熱電気効果例えば、ゼーベック効果に基づく素子等、光子の他の標準的エネルギー変換器と比較して、非常に高い効率のエネルギー変換が可能である。以下にさらに詳細に論じられるように、この潜在的に高利得を活用するために使用される、システムおよび方法は、次いで、外部回路を駆動するように用いることができる、高エネルギー光子のエネルギーを適切な形態の電気エネルギーに効果的に導き、したがって、強磁場が存在するもの電子動態が、磁場にわたって、ジャイロ運動によって特徴付けられるようにを含む、広範囲の用途を網羅する。その結果、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、エネルギー検出および吸収から、粒子加速器内おける高エネルギー光子のエネルギー変換、他の超高温物質高温度プラズマ等および/または多量の高エネルギー光子を放出する爆発源爆薬等からの高エネルギー光子の直接エネルギー変換、放射性核廃棄物使用済み核燃料棒等の放出のエネルギー捕捉、および空間用途電源、遮蔽等、ならびに当業者にとって容易に認識可能な他の用途まで、広範囲の用途において利用されてもよい。本明細書に提供されるシステムおよび方法は、異なる原子電荷を伴う一連の材料層を利用して、一連のオージェ電子放出を介した、単一高エネルギー光子による大量の電子の放出を用いる。一実施形態では、高エネルギー光子変換器は、好ましくは、高エネルギー光子を吸収し、第1の複数の層から放出された電子を吸収または収集するための他の材料の第2の複数の層と組み合わせられた電子を放出するための第1の複数の材料の層から成る、線形に層化されたナノメータ尺度ウエハを含む。第2の複数の層の材料は、第1の複数の層の材料の原子電荷数と異なる原子電荷数を有する。別の実施形態では、ナノメータ尺度層は、管状またはシェル状構成に構成される。ナノメータ層は、ドナー原子から光電子の分離を促進する。これらの構造を利用して、得られた変換器は、そうでなければ、高エネルギー光子に直接暴露されるであろう、材料に入射する電力束を低減させ、それによって、これらの材料の加熱量を低減してもよく、また、そうでなければ、重度の高エネルギー光子照射損傷を被る、材料の劣化を軽減してもよい。図面を詳細に参照すると、高効率を伴う、高エネルギー光子の電気へのエネルギー変換のためのシステムおよび方法が、例証される。前述の議論の目的のために、変換器素子または複数の素子は、電子軌道に決定的に衝撃を及ぼし得る、強電磁場内に埋め込まれると仮定される。しかしながら、以下から明白であるように、素子の特徴的長さ尺度に基づいて、電子軌道特性は、実施形態が、例えば、使用済み核燃料棒用途等、磁場が殆どまたは全く存在しない用途にも、等しく、適用可能であるように、磁場実践的に到達可能な強度を伴うによって、最小限に影響を受ける。図1Aから1Fを参照すると、線形構造を有する、光子エネルギー変換器の実施形態が、示される。図1Aに描写されるように、線形構造を有する、光子エネルギー変換器のほとんどの基本的構築ブロックまたは変換器要素10は、第1の原子番号Z1を有し、好ましくは、例えば、耐火金属または金属酸化物等の高原子番号成分を備える、タイプA材料の第1の層12から成る。第1の層12は、好ましくは、タイプA材料の第1の層12の原子番号と異なる第2の原子番号Z2を有し、好ましくは、典型的には、好ましくはタイプA材料の第1の層12の原子番号より低い原子番号によって特徴付けられるすなわち、Z2<Z1金属を備える、タイプB材料の2つの層14間に挟入される。図1Bに描写されるように、基本的構築ブロック10は、随意に、タイプC材料の絶縁体層16の追加によって、増強されることができる。例示的な一式のタイプA、B、およびCの材料は、A=タングステンW、B=アルミニウムAl、C=SiO2等の絶縁体を含んでもよいが、それらに限定されない。代替として、絶縁体層は、単に、また、冷却剤としても作用することができる、自由流動性ヘリウムであり得る。しかしながら、当業者は、本発明の精神に準拠して、他の材料を代用することができることを容易に認識するであろう。図1Cおよび1Dに描写される好ましい実施形態では、変換器11および13は、すべてのタイプA層12内の光子によって使用される理論的な最大の総光子経路長が、タイプA材料によって吸収されるべき高エネルギー光子vの平均自由行程に匹敵するか、またはそれ以上となるまで、側方に隣り合ってすなわち、対面して積層された一連の基本的構築ブロックまたはそのアレイを含む。図1Cおよび1Dに描写されるように、タイプB材料の1つ以上の層14は、タイプA材料の隣接する層12間に介在し、随意に、タイプC絶縁材料の層16は、タイプB材料の隣接する層14間に介在する。構築ブロックまたは変換器要素10を隣り合って積層することによって、タイプA材料内で吸収された高エネルギー光子vによって生じる、電子放出を効果的に収容するために好適な全体的構造に対する幾何学形状を提供する。光子の偏光は、図3に描写されるように、光子vの伝搬の方向に垂直であるため、放出された電子eの方向は、主に、平面Peにありその平面から適切に減衰する角度分布を伴うが、その平面上でピークに達する、これは、光子vの伝搬の方向に垂直である但し、そのような平面は、光子vの偏光を含有する。図1Aおよび1Bに描写されるように、変換器要素10の層12および14は、層間の境界表面に対する法線ベクトルが、光子vの伝搬の方向に略直角であるような方向に、隣り合って積層される。後述の一好ましい構成では、層間の境界表面は、入射高エネルギー光子vの伝搬の方向を伴う、グレージング浅い角に整合することができる。その結果、入射高エネルギー光子vによって、その原子から、タイプA材料の層12内で放出される、電子eは、タイプB材料の近傍層14内に略直角に移動することが可能である。各実施形態の中核を成す原理およびその任意の変形例は、放出された光電子eが、タイプA材料の層12内に捕捉および/または吸収されないが、タイプB材料の層14内に吸収されるという要件である。放出された電子eが、タイプA材料の層12内に捕捉されないことを保証し、放出された電子eが、タイプA材料の層12からタイプB材料の層14内に逃出または移動する可能性を増加させるために、タイプA材料の各層12の厚さl1は、好ましくは、そのようなタイプA材料内の電子の平均自由行程の長さ以下である。タイプB材料の各層14の厚さl2は、好ましくは、タイプB材料内の電子の平均自由行程の長さ以上である。好ましくは、これらの実施形態の層のナノメータ配設は、タイプA材料内の電子平均自由行程leZ1が、タイプB材料内の電子平均自由行程leZ2と異なり過ぎない一方、同時に、タイプA材料内の光子平均自由行程が、タイプB材料内のその平均自由行程より遥かに短い、すなわち、lPZ1<<lPZ2という内在的な物理原理の反映である。例えば、100keV入射光子の場合、これらのシステムの典型的な層厚さの寸法は、約1nmに等しいタイプA材料のためのl1、約100nmに等しいタイプB材料のためのl2、必要に応じて近傍層間のアーク放電を防止するために調節される随意のタイプC材料のためのl3を含む。最大10Tの磁場Bの場合、これらの寸法は、電子のジャイロ半径pe未満である。したがって、これらの長さ尺度に基づいて、電子は、磁化されないが、その動態は、主に、衝突領域内にある。その結果、前述の変換器要素10または変換器11および13はまた、磁場が不在である、または無視できる程小さい用途にも適用可能である。入射高エネルギー光子vによって、タイプA材料の層12内の原子から放出された電子eのタイプB材料の近傍層14内への移動は、電荷の蓄積をもたらし、最終的には、タイプAおよびB材料の層12と14との間に電位を発生させる。図1Eおよび1Fを参照すると、すべてのタイプAおよびタイプB層12および14は、各タイプA層12およびタイプB層14が、個々の電極として作用するように、回路に接続される。当業者には容易に理解できるように、並列または直列に、層または層群を接続するため略無限数の選択肢および代替が存在する。そのような回路の最適配設は、有利には、結果として判定可能な用途である。例えば、個々の層12および14は、タイプA材料の各層12が、図1Eに描写されるように、タイプB材料の最近傍層14のうちの1つに接続されるか、またはタイプA材料の各層12が、図1Fに描写されるように、タイプC材料の絶縁層16によってそこから分離されるタイプB材料の最近傍層14のうちの1つに接続され得るように、接続することができる。これらの構成では、電気的に連結された層が、ナノバッテリを効果的に形成し、自発的に形成された電位差は、略移動電子の運動エネルギーである。負荷を駆動させるために利用可能な総電圧は、個々のナノバッテリセル15の電圧または一連のナノバッテリセル17および19の合計に等しい。図1Fに描写されるように、負荷22を備える、外部回路20は、直列に連結されるように描写されるが、並列にも連結され得る、ナノバッテリセル17および19に連結される。負荷22は、電気的に駆動可能なシステムまたは構成要素、エネルギー貯蔵システム、配電網等を備えてもよい。代替として、電極層12と14との間の回路の負荷抵抗を調節することによって、安定状態の電圧を外部から制御し、適宜、絶縁層16の厚さの大きさが決定され得る。別の実施形態では、基本的構築ブロックは、円筒形チューブまたはシェル構成を含む。図2Aに例証されるように、円筒形変換器要素110は、タイプB材料の円筒形チューブまたはシェル114によって包囲される、タイプA材料の円筒形コア112を備える。図2Bに描写されるように、再び、随意に、タイプC材料の絶縁シェル116によって、タイプB材料の各シェル114を包囲することが可能である。本円筒形構成では、同一寸法規則が、種々の厚さに適用される。すなわち、タイプA材料の円筒形コア112の半径は、タイプA材料内の電子平均自由行程の約半分未満、すなわち、約leZ1/2未満であるか、または該電子平均自由行程の約半分程度である一方、タイプB材料のシェル114の厚さは、材料B内の電子平均自由行程程度、すなわち、約leZ2である。変換器要素110の円筒形チューブまたはシェル配設の利点は、全360°の方位角にわたって、放出電子が等しい確率で放出されるときに、それらを捕捉することにおいて高い効率を提供するということである。図3に描写され、前述のように、電子eは、光子vの伝搬の方向に垂直であり、かつ光子の偏光に平行である、主に平面Peその平面から適切に減衰する角度分布を伴うが、その平面上でピークに達するにおけるある方向に放出される。光子の偏光の角度に応じて、放出された電子eは、約360°の方位角の至る所に指向することができ、そのような場合、セルの円筒形配設は、タイプB材料内により高い電子捕捉をもたらし、事実上、図1Aから1Fに描写される線形構成と比較して、より高い電子捕捉効率をもたらす。前述の線形の幾何学形状の変換器と同様に、円筒形構築ブロック110は、線形の幾何学形状の変換器と同一の物理的サイズ制約に準拠する集約構造を形成するように束ねられる。実施例として、一特定の積層配設111は、図2Cに描写される。代替として、図2Dに描写されるように、別の積層配設113では、絶縁材料116は、隣接する変換器要素またはセル110間の隙間を充填することができる。そのような隙間はまた、加圧ヘリウム等、ガス冷却剤を循環させるための導管としての役割を果たすこともできる。これは、Heによる光子吸収が、着目光子エネルギーにわたって、無視できるものであるため、冷却の効果的手段を形成する。再び、電気接続は、線形の幾何学形状の構成に類似し、同様に、構築ブロック110の層またはシェル112および114を接続する際、多くの異なる選択肢を可能にする。代替の幾何学的構成は、図2E、2F、および2Gに示される。図2Eは、交互に線形に積層された層化された配設を示し、タイプA材料の層112は、タイプB材料の層114に隣接して位置付けられるようにオフセットされる。図2Fは、コア112間の隙間114を充填するタイプB材料によって包囲される、タイプA材料の複数のコア112を示す。正方形形状で示されるが、コア112は、円形、楕円形等であり得る。図2Gは、コア112およびシェル層114が正方形形状であることを除き、図2Dの構成と類似する。これらの場合、要素112、114、および116の寸法は、図1Aから1Cおよび図2Aから2Dに論じられた同一制約に準拠する。正方形のエッジの電子動態は、異なるが、これらのエッジ効果を除き、他の物理的特性は、円筒形の場合と略類似する。前述のように、最大3種類の材料から成る、いずれの幾何学形状における基本的構築ブロックも、高エネルギー光子によってイオン化されたドナー原子の本来の場所からの電子分離を自発的に発生させるために好適である。そして、これは、層間および/または随意の絶縁体にわたって、電圧の発生を生じさせる。前述のように、そのような配設は、電気的作業を行ったり、または変換器から電力を伝送したりするために、回路に電気的に接続され得る。さらなる変形例として、電気特性にさらなる制御を提供し、層のいずれかにわたってのアーク放電の潜在性を最小限にする、これらの層間に外部電圧バイアス電圧を印加することもできるということに留意されたい。図4Aおよび4Bを参照すると、入射高エネルギー光子vが、タイプA材料の層212によって捕捉され、単純にタイプB材料の層214を通過しないことを保証するように、放射暴露表面積を最小限にするために、変換器タイルまたはセル200のタイプAおよびB材料の積層された層212および214ならびにタイプC絶縁材料の随意の層216は、好ましくは、入射高エネルギー光子vの伝搬の方向に対して、例えば、約1/100ラジアンであり得る、グレージング浅い角度θで傾斜される。変換器タイル200を傾斜させることはまた、衝撃されたタイプA材料の適度な冷却を保証し、タイプA材料の各個々の層212の厚さ電子の平均自由行程と比較してを最小限にし、変換器アセンブリ全体内のタイプA材料のすべての層212の総有効厚を最小限にする。グレージング角で変換器タイル200を傾斜させることはまた、主に、電子をタイプA材料の表面に対して垂直に放出させる。また、タイプA材料内の透過距離は、タイル200の表面の配向角度Φが、入射高エネルギー光子vの伝搬方向に垂直に編成される場合と同じだけ、増強されるため、約1/θ倍、タイル200あたりの反復層の必要数を低減させる。また、これは、タイプB材料の隣接する層内への電子の逃出を最小限にする。代替の実施形態では、図4Aおよび4Bに描写される変換器タイル200は、隣り合って積層され、グレージング角θで傾斜される、複数の円筒形変換器要素110図2Aおよび2Bに示されるを備える。図4Bを参照すると、約100keVのエネルギーを伴う、高エネルギー光子の大部分を効果的に吸収するために、素子の高さHは、主たる光子伝搬の一般的方向に、約1センチメートル1cmの長さまで延在する必要がある。これは、光子伝搬方向に十分な総厚を有するタイプA材料によって、光子束全体を遮断することが所望されるためである。タイプB材料の各層の厚さは、典型的には、タイプA材料の各層の厚さより遥かに大きいl1<<l2ため、光子束の方向に突出される、構築ブロックの完全積層の総高Hは、高エネルギー光子がそのような材料内の平均自由行程を上回る総距離にわたってタイプA材料に衝突することを保証するために、タイプA材料内の特定の光子の平均自由行程を遥かに上回る必要がある。したがって、構築ブロックの完全積層の高さは、少なくともl2/l1倍、絶縁層の含有の場合には、少なくともl3l2/l1倍、タイプA材料内の光子の平均自由行程を上回り得る。前述のように、全体的配設はまた、変換器材料は光子吸収ならびに後続の電子加熱によって加熱されるので、変換器材料の効果的冷却を提供する。総表面積は、本実施形態では、図4Aに描写されるように、入射光子束の方向に垂直な配向角度Φに、積層を層化する単純配設と比較して、1/θ倍、拡大されるため、冷却が促進される。また、構造に構築されたパイプを通して、加圧されたガス冷却剤を流動させたり、または放熱板への積層に単に接続したりすることも可能である。当業者は、冷却を向上させる多くの他の方法が存在し得、特定の実装が、具体的用途によって決定付けられることを容易に認識するであろう。変換器タイル200のアセンブリ220は、図5に描写されるように、所与の光子束源240から放出される光子束242を遮断し、それに略垂直である、適合表面230沿って、配設することができる。本構成は、放出される光子束からのエネルギー発生を必要とし得るまたは、そこから利益を享受し得る、広範囲な用途に対して、柔軟性および適合性を提供する。典型的な用途の全体的な幾何学形状の他の実施例は、図6A、6B、および6Cに描写される。図6Aは、高温プラズマとして示される、光子束の源340から放出された光子束342を遮断し、それに略垂直である、表面334を有する、円筒形チャンバ330を含む、プラズマ閉じ込めシステム300を示す。閉じ込めシステム300はさらに、円筒形チャンバ330に沿って位置付けられる磁場発生器332と、チャンバ330の表面334に沿って取り付けられた変換器タイル200のアレイ332とを備える。タイルはそれぞれ、光子束342の入射高エネルギー光子vの伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される。図6Bは、高温プラズマまたは使用済み核燃料棒として示される、光子束の源440から放出される光子束442を遮断し、それに略垂直である、表面434を有する、円筒形容器430を含む、閉じ込めシステム400を示す。閉じ込めシステム400はさらに、容器430の表面434を中心として取り付けられた変換器タイル200のアレイ432を備える。タイルはそれぞれ、光子束442の入射高エネルギー光子vの伝搬方向に対して、グレージング角に配向される。図6Cは、加速された粒子ビームとして示される、光子束の源540から放出される光子束542を遮断し、それに略垂直である、表面534を有する、円筒形チューブ530を含む、粒子加速システム500を示す。加速器システム500はさらに、円筒形チューブ530に沿って位置付けられる、磁場発生器532と、チューブ530の表面534に沿って取り付けられた変換器タイル200のアレイ532と、を備える。タイルはそれぞれ、光子束542の入射高エネルギー光子vの伝搬の方向に対して、グレージング角に配向される。いずれの場合も、放出される高エネルギー光子は、材料A内のその平均自由行程を上回る総距離にわたって、タイプA材料に衝突する。これは、タイプA層内の原子によるその適切な吸収と、最終的には、光子電流から電子電流への増幅された変換を保証する。束放出体積を包囲することによって、タイプA材料は、すべての高エネルギー光子束暴露表面積を密に被覆する一方、同時に、冷却および電気接続を可能にする。本明細書に提供される実施形態によると、複数の電子が、高エネルギー光子の吸収によって、タイプA材料内の特定の原子から放出されることに留意されたい。これは、特定の深い電子内殻状態から不活性化される電子が、空孔を生成し、これは、オージェプロセスによって迅速に充填され、順に、二次および三次オージェプロセス、または一連のプロセスを引き起こすためである。加えて、二次光子再放出は、近傍原子内において、さらなるそのようなプロセスを引き起こすことができる。故に、1つの光子は、原則として、数百個の電子および、時として、それ以上の総放出を引き起こすことができる。したがって、本多重イオン化は、二重の効果を提供する。第1に、100から1,000倍、元々の入射光子あたりの電子の量を倍増する役割を果たし、高電流増幅をもたらす。第2に、数十keVからほんの数十eVに、電子エネルギーを低減させる役割を果たす。したがって、発生される電圧は、破壊の懸念に対して、管理可能である。これは、p光子エネルギーから電気その電荷および電流への変換の向上を提供する一方、また、標的の加熱を最小にする。実際、システムは、光子源の隣にあって、放射の近傍にない遠隔場所に、変換されたエネルギーを容易に輸送する材料から、蒸着光子エネルギー電気エネルギーを介しての大部分を除去することによって、有効な冷却手段としての役割を果たす。しかしながら、本明細書に提供される例示的実施形態は、単に、例証的実施例として意図され、いかようにも限定するものではない。さらに、当業者は、類似システムが、パラメータの適切な修正によって、異なるエネルギーの光子にも、等しく、適応することができることを容易に認識するであろう。前述の明細書では、本発明は、その具体的実施形態を参照して説明される。しかしながら、より広い発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の修正および変更が、それに行われてもよいことは、明白であろう。例えば、読者は、別様に記載されない限り、本明細書に説明されるプロセスフロー図に示される、プロセス作用の具体的順序および組み合わせが、単に、例証であって、本発明が、異なるまたは付加的プロセス作用、あるいはプロセス作用の異なる組み合わせまたは順序を使用して、行うことができることを理解されたい。別の実施例として、一実施形態の各特徴は、他の実施形態に示される他の特徴と混合および整合することができる。同様に、当業者に周知の特徴およびプロセスは、所望に応じて、組み合わせられてもよい。加えて、明らかに、特徴は、所望に応じて、追加または削除されてもよい。故に、本発明は、添付の請求項およびその均等物に照らしてのみ、制限されるべきである。"