ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЕ ИЛИ ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство, содержащее первый и второй электроды, отделенные вакуумным промежутком (315), причем устройство отличается тем, что по меньшей мере один из электродов (301) снабжен наномерной полупроводниковой гетероструктурой (305-310), причем эта наномерная полупроводниковая гетероструктура содержит по меньшей мере одну первую тонкую пленку (305) и вторую тонкую пленку (310), причем материал первой тонкой пленки (305) имеет более широкую запрещенную зону, чем материал второй тонкой пленки (310), тем самым образуя квантовую яму, и тем, что вакуумный промежуток (315) расположен смежным со второй тонкой пленкой (310), так что вакуумный промежуток в сочетании с тонкими пленками образует резонансную структуру с по меньшей мере двойным барьером, обеспечивающую условия, которые делают возможным резонансное туннелирование между первым и вторым электродами.
2. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.1, в котором наномерная полупроводниковая гетероструктура выполнена с возможностью обеспечения резонансного туннелирования во множестве отдельных энергетических окон, причем энергетическое окно с наименьшей энергией находится своей большей частью выше характеристической энергии электродов.
3. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.1, в котором наномерная полупроводниковая гетероструктура выполнена с возможностью обеспечения резонансного туннелирования во множестве отдельных энергетических окон, причем энергетическое окно с наименьшей энергией совпадает с характеристической энергией электродов.
B
4. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.2, в котором энергетическое окно с наименьшей энергией находится в пределах характеристической энергии ± 30% от kT.
5. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по любому из пп.1-4, в котором наномерная полупроводниковая гетероструктура содержит множество первых тонких пленок (405), за каждой из которых следуют вторые тонкие пленки (410) в сверхрешеточной компоновке (420), причем сверхрешетка оканчивается второй тонкой пленкой, смежной с вакуумным промежутком (415), и при этом материал первых тонких пленок (405) должен иметь более широкую запрещенную зону, чем материал вторых тонких пленок (410).
6. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.5, в котором первая тонкая пленка или пленки (305; 405) представляет собой полупроводник с первой шириной запрещенной зоны, а вторая тонкая пленка или пленки (310; 410) представляет собой полупроводник со второй шириной запрещенной зоны.
7. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.5, в котором первая тонкая пленка или пленки (305; 405) представляет собой изолятор, а вторая тонкая пленка или пленки (310; 410) представляет собой полупроводник.
8. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.7, в котором первая тонкая пленка или пленки (305; 405) выполнена(ы) из AlN, а вторая тонкая пленка или пленки (310; 410) выполнена(ы) из AlGaN.
9. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.7, в котором первая тонкая пленка или пленки (305; 405) выполнена(ы) из AlGaAs, а вторая тонкая пленка или пленки (310; 410) выполнена(ы) из GaAs.
10. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.7, в котором первая тонкая пленка или пленки (305; 405) выполнена(ы) из Si, а вторая тонкая пленка или пленки (310; 410) выполнена(ы) из SiGe.
11. Твердотельное охлаждающее/электрогенерирующее устройство по п.1, в котором в вакуумном промежутке предусмотрены наномерные дистанционаторы из изолирующего материала, причем толщина вакуумного промежутка определяется этими изолирующими дистанционаторами.
12. Способ обеспечения твердотельного охлаждающего/электрогенерирующего устройства, содержащего первый и второй электроды, с вакуумным промежутком наномерных размеров между этими электродами, отличающийся тем, что этот способ включает в себя этапы формирования первого электрода путем:
выращивания металлического слоя или легированного полупроводникового слоя-основания (510), который предназначен действовать в качестве контакта с внешней электрической цепью, поверх подложки (505) и
обеспечения наномерной полупроводниковой гетероструктуры поверх металлического слоя или легированного полупроводникового слоя-основания (510) путем выращивания одного слоя легированного полупроводника (515), за которым следует по меньшей мере один слой первого материала (520), образующего потенциальный барьер, и слой второго материала (525), при этом первый материал имеет более широкую запрещенную зону, чем второй материал;
и дополнительно этапы:
обеспечения маски (530) со сквозными отверстиями (532) на первом электроде;
заполнения сквозных отверстий (532) путем выращивания изолятора поверх маски с обеспечением тем самым изолирующих дистанционаторов (535) на первом электроде;
удаления маски для обнажения изолирующих дистанционаторов (535) и
прижатия второго электрода поверх изолирующих дистанционаторов (535), при этом изолирующие дистанционаторы определяют толщину промежутка, образованного между первым и вторым электродами.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этап чередующегося выращивания слоя первого материала (520) и слоя второго материала (525), повторяемый заданное число раз для образования сверхрешетки.
14. Способ обеспечения вакуумного промежутка наномерных размеров, имеющего контролируемую толщину, для использования в твердотельном охлаждающем/электрогенерирующем устройстве, содержащем первый и второй электроды с вакуумным промежутком наномерных размеров между этими электродами, отличающийся тем, что этот способ включает в себя этапы:
обеспечения маски (530) со сквозными отверстиями (532) на первом электроде;
заполнения сквозных отверстий (532) путем выращивания изолятора поверх маски с обеспечением тем самым изолирующих дистанционаторов (535) на первом электроде;
удаления маски для обнажения изолирующих дистанционаторов (535);
прижатия второго электрода поверх изолирующих дистанционаторов (535), при этом изолирующие дистанционаторы определяют толщину промежутка, образованного между первым и вторым электродами.