RU2175788C2 - Monolithic integrated device - Google Patents
Monolithic integrated device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175788C2 RU2175788C2 RU98109576/06A RU98109576A RU2175788C2 RU 2175788 C2 RU2175788 C2 RU 2175788C2 RU 98109576/06 A RU98109576/06 A RU 98109576/06A RU 98109576 A RU98109576 A RU 98109576A RU 2175788 C2 RU2175788 C2 RU 2175788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aforementioned
- structures
- hydrogen
- terminals
- sub
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 37
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 4
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 150000002483 hydrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 1
- 241001101998 Galium Species 0.000 description 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- QGQFOJGMPGJJGG-UHFFFAOYSA-K [B+3].[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O Chemical compound [B+3].[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O QGQFOJGMPGJJGG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 125000004431 deuterium atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B3/00—Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B3/00—Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
- G21B3/002—Fusion by absorption in a matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к монолитному интегральному устройству, предназначенному для генерирования тепловой энергии, в основе которого лежит физическое явление, свойственное реакциям холодного ядерного синтеза. The present invention relates to a monolithic integrated device for generating thermal energy, which is based on a physical phenomenon inherent in cold fusion reactions.
Реакции холодного ядерного синтеза отмечены в нескольких физических явлениях. Статья Ж.Ф.Церофолини и А. Фоглио-Пара "Могут ли двуядерные атомы решить загадку холодного синтеза?" Технология Синтеза, том 23, стр. 98-102, 1993 (G.F.Cerofolini and A. Foglio-Para "Can binuclear atoms solve the cold fusion puzzle? " FUSION TECHNOLOGY, Vol. 23, pp. 98-102. 1993) кратко иллюстрирует такие явления и связанные с ними химические и ядерные реакции: в литературе также упоминаются другие интересные статьи. Техническая и патентная литература по этому вопросу очень обширна вследствие практического интереса к данному предмету. Cold fusion reactions are noted in several physical phenomena. Article by J.F. Tserofolini and A. Foglio-Para "Can Binuclear Atoms Solve the Cold Synthesis Mystery?" Synthesis Technology, Volume 23, pp. 98-102, 1993 (GFCerofolini and A. Foglio-Para "Can binuclear atoms solve the cold fusion puzzle?" FUSION TECHNOLOGY, Vol. 23, pp. 98-102. 1993) briefly illustrates such phenomena and related chemical and nuclear reactions: other interesting articles are also mentioned in the literature. The technical and patent literature on this subject is very extensive due to practical interest in this subject.
Первые исследования холодного ядерного синтеза, как такового, принадлежат М. Флейшману (М. Fleischmann) и С.Понсу (S. Pons) и стали известны в 1989 году. Явление, которое они рассматривали, представляет собой загрузку дейтерия электродами, изготовленными из палладия или титана; в процессе этого явления отмечается неожиданное генерирование тепловой энергии, которое характеризуется реакциями ядерного синтеза между атомами дейтерия, приводящим к образованию гелия. The first studies of cold fusion, as such, belong to M. Fleischmann and S. Pons and became known in 1989. The phenomenon they considered is the loading of deuterium with electrodes made of palladium or titanium; in the process of this phenomenon, unexpected generation of thermal energy is noted, which is characterized by nuclear fusion reactions between deuterium atoms, leading to the formation of helium.
Данное изобретение основывается именно на этом физическом явлении. This invention is based precisely on this physical phenomenon.
В экспериментах, проводимых до сих пор, для изготовления электродов использовалось несколько материалов, способных поглощать водород и его изотопы, среди них: палладий, титан, платина, никель, ниобий. In the experiments carried out so far, for the manufacture of electrodes, several materials have been used that are capable of absorbing hydrogen and its isotopes, among them: palladium, titanium, platinum, nickel, niobium.
В экспериментах, проводимых до сих пор, дейтерий всегда получался из газообразного топлива, например из газовых смесей водорода, или из жидких видов топлива, например растворов электролитических соединений водорода в тяжелой воде. Недостаток этих видов "топлива" заключается в рассеивании синтезного материала, т.е. водорода. Фактически он выделяется и улетучивается в газообразной форме около электрода как раз тогда, когда внутри его концентрация достигает значений, необходимых для начала синтеза. Кроме этого, при увеличении температуры электрода жидкости кипят, а в газах концентрация атомов снижается, что тормозит синтез. In the experiments carried out so far, deuterium has always been obtained from gaseous fuels, for example from gas mixtures of hydrogen, or from liquid fuels, for example solutions of electrolytic hydrogen compounds in heavy water. The disadvantage of these types of "fuel" is the dispersion of the synthesis material, i.e. hydrogen. In fact, it is released and evaporates in gaseous form near the electrode just when its concentration inside reaches the values necessary for the start of synthesis. In addition, as the temperature of the electrode increases, liquids boil, and in gases the concentration of atoms decreases, which inhibits synthesis.
Другое известное технологическое решение, раскрытое в международной патентной заявке N WO 90/10935, касается устройства и способа генерирования энергии металлической решеткой, способной накапливать изотопные атомы водорода. Это решение, однако, раскрывает применение металлической решетки, а не твердого вещества, в качестве системы накопления водорода. Another well-known technological solution disclosed in international patent application N WO 90/10935 relates to a device and method for generating energy by a metal lattice capable of accumulating isotopic hydrogen atoms. This solution, however, discloses the use of a metal lattice, rather than a solid, as a hydrogen storage system.
Задачей данного изобретения является создание монолитного интегрального устройства, способного эффективно генерировать тепловую энергию на основе вышеупомянутого явления, свободного от вышеупомянутых недостатков. The objective of the invention is to provide a monolithic integrated device capable of efficiently generating thermal energy based on the aforementioned phenomenon, free from the aforementioned disadvantages.
Эта задача достигается благодаря устройству по п. 1 формулы изобретения, дальнейшие преимущественные аспекты этого изобретения изложены в соответствующих зависимых пунктах Используя структуру из твердого материала, способного выделять водород при достижении температуры выше заранее установленной, и приведя эту структуру в контакт с другой структурой из другого твердого материала, способного поглощать водород и генерировать тепловую энергию, и если "испускающий" материал находится, по крайней мере, в течение короткого времени, и хотя бы в одной его части, при температуре, превышающей упомянутую заранее установленную температуру, наблюдается генерирование тепловой энергии другим материалом, и это генерирование длится некоторое время, и ее количество ощутимо, так как водород как синтезный материал не может легко выделяться из твердых веществ, а порог рабочей температуры очень высок и соответствует температуре синтеза одного из твердых материалов. This task is achieved thanks to the device according to claim 1, further advantageous aspects of this invention are set forth in the corresponding dependent clauses. Using a structure of a solid material capable of generating hydrogen when the temperature reaches a temperature previously set, and bringing this structure into contact with another structure from another solid material capable of absorbing hydrogen and generating thermal energy, and if the "emitting" material is at least for a short time, and although b In one part of it, at a temperature exceeding the previously mentioned temperature, the generation of thermal energy by another material is observed, and this generation lasts for some time, and its amount is noticeable, since hydrogen as a synthesis material cannot easily be released from solids, and the threshold operating temperature is very high and corresponds to the synthesis temperature of one of the solid materials.
Данное изобретение станет более ясным благодаря следующему его описанию с привлечением чертежей. The invention will become clearer thanks to the following description with reference to the drawings.
На фиг. 1 показано в разрезе первое устройство в соответствии с данным изобретением. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a first device in accordance with this invention.
На фиг. 2 - вид сверху устройства, представленного на фиг. 1. In FIG. 2 is a plan view of the device of FIG. 1.
На фиг. 3 дан разрез части второго устройства в соответствии с данным изобретением. In FIG. 3 is a sectional view of part of a second device in accordance with this invention.
На фиг. 4 - вид сверху устройства на фиг. 3. In FIG. 4 is a plan view of the device of FIG. 3.
На фиг. 5 дан разрез части третьего устройства по данному изобретению. In FIG. 5 is a sectional view of a portion of a third device of the invention.
На фиг. 6 дан вид снизу устройства на фиг. 5. In FIG. 6 is a bottom view of the device of FIG. 5.
На фиг. 7 дан разрез большей части устройства на фиг. 1. In FIG. 7 is a sectional view of most of the device in FIG. 1.
На фиг. 8 показан разрез большей части устройства на фиг. 3. In FIG. 8 shows a section through a large part of the device of FIG. 3.
На фиг. 9 дан разрез большей части устройства, представленного на фиг. 5. In FIG. 9 is a sectional view of most of the device of FIG. 5.
На фиг. 10 схематически показан вид сверху части устройства, представленного на фиг. 8, которая генерирует тепловую и электрическую энергию. In FIG. 10 schematically shows a top view of part of the device of FIG. 8, which generates thermal and electrical energy.
На фиг. 11 схематически показан вид сверху всего устройства, представленного на фиг. 8. In FIG. 11 schematically shows a top view of the entire device of FIG. 8.
На фиг. 12 схематически показан вид сверху термобатареи известного типа, применяемой в устройстве на фиг. 10. In FIG. 12 is a schematic top view of a thermopile of the known type used in the device of FIG. 10.
Изобретение основывается на известности в области интегральных электронных схем факта, что в процессе их изготовления, некоторые компоненты, такие, например, как нитрит бора, карбид кремния, нитрид кремния, арсенид алюминия, арсенид галия обогащаются водородом, вызывая ухудшение характеристик; такое явление объясняется, например, в статье С. Манзини "Активная допинговая нестабильность в лавинных диодах с n+-p кремниевой поверхностью". Твердотельная электроника, том 32, N 2, стр. 331-337, 1995 (S. Manzini's article, "Active doping instability in n+-p silicon surface avalanche diodes". Solid form Electronics, vol. 32, N. 2, pp. 331-337, 1995) и в статьях, приведенных в списке литературы. The invention is based on the popularity in the field of integrated electronic circuits of the fact that during their manufacture, some components, such as, for example, boron nitrite, silicon carbide, silicon nitride, aluminum arsenide, and galium arsenide are enriched with hydrogen, causing degradation of performance; this phenomenon is explained, for example, in the article by S. Manzini "Active doping instability in avalanche diodes with n + -p silicon surface". Solid State Electronics, Volume 32, N 2, pp. 331-337, 1995 (S. Manzini's article, "Active doping instability in n + -p silicon surface avalanche diodes". Solid form Electronics, vol. 32, N. 2, pp. 331-337, 1995) and in the articles cited in the list of references.
Настоящее изобретение использует это "вредное" свойство таких материалов. The present invention exploits this “harmful” property of such materials.
Этап обработки, типичный для методов изготовления электронных интегральных схем, который приводит к формированию материалов, богатых водородом, есть метод PECVD (отложение химического пара, усиленного плазмой). Подробности об этом этапе обработки, а также обо всех методах изготовления интегральных электронных схем на кремнии можно получить из книги S. М. Sze "VLSI Technology" McGraw - Hill, 1988. Кроме того, методы изготовления интегральных электронных схем на германии и арсениде галия хорошо известны из литературы. The processing step typical of electronic integrated circuit manufacturing methods, which leads to the formation of hydrogen-rich materials, is the PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) method. Details of this processing step, as well as all methods for manufacturing silicon integrated circuits, can be obtained from S. M. Sze's book "VLSI Technology" by McGraw - Hill, 1988. In addition, methods for manufacturing integrated electronic circuits in germanium and arsenide are good. known from the literature.
Типичная химическая реакция между водородными соединениями при применении метода PECVD следующая:
AHn + BHm ---> AxBy + A-Hj + B-Hk + H2 (1)
Такая реакция по уменьшению кислорода (1) проходит слева направо, если мы достигаем довольно высокой температуры T1, например 400oC, и если мы заставляем два левых реагента находиться в плазменной фазе, а не в газообразной: при такой "низкой" температуре T1 реакция (1) является неполной и стехиометрической, и поэтому многие связи между водородом и элементами А и В сохраняются; вообще, эти связи являются единичными, т.к. "j" и "k" равны единице; из реакции (1) получается твердое соединение, имеющее высокое содержание химически связанного водорода (а следовательно, и дейтерия, и трития) и газообразного водорода, который не остается в большом количестве в этом соединении.A typical chemical reaction between hydrogen compounds using the PECVD method is as follows:
AH n + BH m ---> A x B y + AH j + BH k + H 2 (1)
Such a reaction to reduce oxygen (1) proceeds from left to right if we reach a rather high temperature T1, for example 400 o C, and if we force the two left reactants to be in the plasma phase and not in the gaseous one: at such a "low" temperature T1 (1) is incomplete and stoichiometric, and therefore many bonds between hydrogen and elements A and B are preserved; in general, these connections are single, because "j" and "k" are equal to one; from reaction (1), a solid compound is obtained having a high content of chemically bound hydrogen (and, therefore, deuterium and tritium) and hydrogen gas, which does not remain in large quantities in this compound.
Если полученное таким образом твердое соединение далее нагревается (даже после возможного охлаждения при комнатной температуре) до температуры T2 выше предыдущей, например до 800oC, реакция (1) становится завершенной и стехиометрической, т.е. имеет место следующая реакция:
A-Hj + B-Hk ---> АxВy + H2 (2)
с выделением содержащегося водорода. При температурах между T1 и T2 будут освобождаться только атомы с более слабыми связями.If the solid compound thus obtained is further heated (even after possible cooling at room temperature) to a temperature T2 higher than the previous one, for example, to 800 ° C, reaction (1) becomes complete and stoichiometric, i.e. The following reaction takes place:
AH j + BH k ---> A x B y + H 2 (2)
with the release of contained hydrogen. At temperatures between T1 and T2, only atoms with weaker bonds will be released.
Конечно, температуры T1 и T2 зависят от используемых элементов А и B; кроме того, необходимо учитывать, что не существует критических величин, которые вызывают резкие изменения в скорости реакций для реакций (1) и (2). Of course, temperatures T1 and T2 depend on the elements A and B used; in addition, it must be borne in mind that there are no critical quantities that cause sharp changes in the reaction rate for reactions (1) and (2).
Поэтому метод в соответствии с данным изобретением предлагает использовать первую структуру из первого твердого материала, способного поглощать водород с возникновением генерирования тепловой энергии, и использовать вторую структуру из второго твердого материала, способного испускать водород, когда он находится при температуре выше, чем заранее определенная, приводить в соприкосновение, хотя бы частично, вышеуказанные первую и вторую структуры друг с другом, и нагревать вначале по крайней мере вышеуказанную вторую структуру, по крайней мере до тех пор, пока она не превысит вышеуказанной предопределенной температуры хотя бы в одной части; стартовый нагрев может также быть вызван окружающей средой, где размещены эти две структуры. Стартовый нагрев вызывает во второй структуре освобождение некоторого количества водорода; этот водород будет двигаться, например путем диффузии в твердом материале во второй структуре и переходить, хотя бы частично, в первую структуру, поскольку она находится в контакте со второй структурой. Therefore, the method in accordance with this invention proposes to use the first structure of the first solid material capable of absorbing hydrogen with the generation of thermal energy, and to use the second structure of the second solid material capable of emitting hydrogen when it is at a temperature higher than a predetermined one, to bring in contact, at least partially, with the aforementioned first and second structures with each other, and at first heat at least the aforementioned second structure at the edge her least as long as it does not exceed the above-mentioned predetermined temperature in at least one part; starting heating can also be caused by the environment where these two structures are located. Starting heating causes the release of a certain amount of hydrogen in the second structure; this hydrogen will move, for example, by diffusion in the solid material in the second structure and pass, at least partially, into the first structure, since it is in contact with the second structure.
Первая структура поглощает водород и начинает генерировать тепловую энергию вследствие предполагаемых реакций ядерного синтеза, и тогда начинается нагрев. The first structure absorbs hydrogen and begins to generate thermal energy due to the alleged nuclear fusion reactions, and then heating begins.
Поскольку две структуры соприкасаются, вторая структура будет нагреваться от первой, и следовательно, процесс освобождения водорода продолжается; как следствие этого, первая структура продолжает нагреваться. Если первая структура не будет почему-либо в состоянии нагревать вторую в достаточной степени, можно предположить, что "стартовый" нагрев будет продолжаться, например, в течение всего процесса генерирования тепловой энергии. Конечно, вышеупомянутый твердый состав, основанный на нитриде кремния, всего лишь один из возможных вторых материалов, которые усиливают такие выделительные свойства. Такие вторые материалы могут быть получены и другими методами, среди которых метод PECVD. Since the two structures are in contact, the second structure will be heated from the first, and therefore, the process of hydrogen release continues; as a consequence, the first structure continues to heat up. If the first structure is for some reason not able to heat the second sufficiently, it can be assumed that the “starting” heating will continue, for example, throughout the entire process of generating thermal energy. Of course, the aforementioned solid composition based on silicon nitride is just one of the possible second materials that enhance such release properties. Such second materials can be obtained by other methods, including the PECVD method.
Таким же образом в качестве первого материала можно выбирать: палладий, титан, платину, никель и их сплавы, и любой другой материал, проявляющий свойство поглощения. Тот факт, что стартовый нагрев второй структуры может, в некоторых случаях, вызвать стартовый нагрев первой структуры из-за их контактирования, является преимуществом, так как в этих случаях поглощение водорода первой структурой усиливается; такой нагрев также можно стимулировать, если необходимо, соответствующим расположением материалов и источника тепловой энергии. Если полагаться на спонтанное движение водорода во второй структуре по направлению к первой, то это может привести к недостаточному генерированию тепловой энергии. Чтобы устранить этот недостаток, целесообразно хотя бы часть второй структуры подвергнуть действию электрического поля с силовыми линиями, имеющими такую форму и направление, чтобы стимулировать движение ядер водорода, освобожденного во второй структуре, к первой структуре. In the same way, as the first material, one can choose: palladium, titanium, platinum, nickel and their alloys, and any other material exhibiting an absorption property. The fact that the starting heating of the second structure can, in some cases, cause the starting heating of the first structure due to their contacting, is an advantage, since in these cases the absorption of hydrogen by the first structure is enhanced; such heating can also be stimulated, if necessary, by an appropriate arrangement of materials and a source of thermal energy. If you rely on the spontaneous movement of hydrogen in the second structure towards the first, this can lead to insufficient generation of thermal energy. To eliminate this drawback, it is advisable to expose at least part of the second structure to an electric field with lines of force having such a shape and direction to stimulate the movement of hydrogen nuclei released in the second structure to the first structure.
Напряженность электрического поля может быть установлена заранее на основе желаемой тепловой энергии. The electric field can be set in advance based on the desired thermal energy.
Если генерируемая тепловая энергия не удаляется должным образом, температура двух структур будет продолжать расти до тех пор, пока они не расплавятся, и устройство не выйдет из строя; если необходимо получать различные тепловые мощности в различное время, то управление генерируемой тепловой энергией посредством напряженности электрического поля является предпочтительным; посредством инвертирования поля возможно даже устранить эффект спонтанного движения водорода и, следовательно, полностью затормозить генерирование тепловой энергии. If the generated thermal energy is not removed properly, the temperature of the two structures will continue to rise until they melt and the device breaks down; if it is necessary to obtain different heat capacities at different times, then control of the generated heat energy by means of electric field strength is preferable; by inverting the field, it is even possible to eliminate the effect of spontaneous movement of hydrogen and, therefore, completely inhibit the generation of thermal energy.
Для случая, в котором вторым твердым материалом является материал на основе нитрида кремния, водород и его изотопы, освобождаемые в реакции (2), поглощаются первым абсорбирующим материалом с хорошим коэффициентом полезного действия, т.к. эти два материала соприкасаются друг с другом и оба являлись твердыми. Важно, чтобы концентрация водорода во втором материале, в атомах на кубический сантиметр, была достаточной, чтобы дать начало значительному числу синтезных явлений на единицу объема первого материала. В случае нитрида кремния и никеля может быть выбрана концентрация 1022 для водорода в нитриде кремния, а масса нитрида может быть в 9 раз больше массы никеля; таким образом количество атомов водорода, которое может быть освобождено, примерно равно числу имеющихся атомов никеля, фактически, плотность никеля равна 9•1022.For the case in which the second solid material is silicon nitride-based material, hydrogen and its isotopes released in reaction (2) are absorbed by the first absorbing material with a good efficiency, since these two materials are in contact with each other and both were solid. It is important that the concentration of hydrogen in the second material, in atoms per cubic centimeter, is sufficient to give rise to a significant number of synthesis phenomena per unit volume of the first material. In the case of silicon nitride and nickel, a concentration of 10 22 for hydrogen in silicon nitride can be selected, and the mass of nitride can be 9 times the mass of nickel; thus, the number of hydrogen atoms that can be released is approximately equal to the number of nickel atoms present, in fact, the density of nickel is 9 • 10 22 .
В сущности, для целей использования в качестве твердого топлива наличие соединения AxBy в твердом составе не является строго необходимым, если присутствует A-Hj + B-Hk, поэтому теоретически можно было бы использовать только либо A-Hj, либо B-Hk.In fact, for the purpose of using it as a solid fuel, the presence of the compound A x B y in the solid composition is not strictly necessary if AH j + BH k is present, so theoretically it would be possible to use only either AH j or BH k .
Конечно, нельзя исключить присутствие в твердом составе других химических элементов или соединений, которые возможно не принимают участия полностью или в какой-то степени, в химической реакции между элементами A, B, H. Of course, it is impossible to exclude the presence in the solid composition of other chemical elements or compounds that may not participate fully or to some extent in the chemical reaction between elements A, B, H.
Для целей использования в качестве твердого топлива важно добиться того, чтобы реакция (1) не завершалась реакцией (2) с тем, чтобы удержать большее количество водорода в результирующем твердом составе; конечно, если какое-то количество несвязанного химически водорода окажется захваченным в этом составе, но, например, в атомной и/или молекулярной, и/или ионной форме, то проблем не будет; наоборот, это будет преимуществом, так как он точно будет освобождаться, когда состав будет нагрет выше температуры T1. For the purpose of being used as solid fuel, it is important to ensure that reaction (1) does not end with reaction (2) in order to retain a greater amount of hydrogen in the resulting solid composition; of course, if a certain amount of chemically unbound hydrogen is trapped in this composition, but, for example, in atomic and / or molecular and / or ionic form, then there will be no problems; on the contrary, this will be an advantage, since it will definitely be released when the composition is heated above temperature T1.
С нитридом кремния при использовании вышеупомянутых методов PECVD концентрации, равные 1022 атомов на кубический сантиметр, достигаются легко.With silicon nitride, using the above PECVD methods, concentrations of 10 22 atoms per cubic centimeter are easily achieved.
Предложенный выше метод может быть реализован с помощью монолитного интегрального устройства, включающего подложку и по крайней мере:
а) первую структуру из первого твердого материала, способного поглощать водород с последующим генерированием тепловой энергии, наложенного на вышеуказанную подложку, и
в) вторую структуру из второго твердого материала, способного освобождать водород при достижении температуры выше заранее установленной, наложенную на вышеуказанную подложку, при этом первая и вторая структуры находятся хотя бы частично в контакте друг с другом.The method proposed above can be implemented using a monolithic integrated device, including a substrate and at least:
a) a first structure of a first solid material capable of absorbing hydrogen, followed by the generation of thermal energy superimposed on the above substrate, and
c) a second structure of a second solid material capable of releasing hydrogen upon reaching a temperature above a predetermined temperature, superimposed on the above substrate, while the first and second structures are at least partially in contact with each other.
На фиг. 1-6 первая структура обозначена ST1, а вторая структура обозначена ST2, тогда как подложка обозначена SUB; ее функция состоит в том, чтобы быть опорой для устройства, она может быть изготовлена, например, из кремния. In FIG. 1-6, the first structure is indicated by ST1 and the second structure is indicated by ST2, while the substrate is indicated by SUB; its function is to be a support for the device, it can be made, for example, of silicon.
Существует несколько методов для приведения структуры ST1 в контакт со структурой ST2. В воплощении на фиг. 1 они совмещены, и поэтому водород, освобожденный в структуре ST2, проходит в основном по вертикальному пути, чтобы проникнуть в структуру ST1; на фиг. 3 они расположены радом, и поэтому водород проходит в основном по горизонтальному пути; на фиг. 3 структура ST2 окружает структуру ST1, поэтому водород проходит по пути, который зависит от его начальной позиции и может быть либо горизонтальным, либо вертикальным, либо наклонным. В целом структура ST1, структура ST2 и, возможно, третья структура ST3, о которой мы будем говорить ниже, образуют генератор GE тепловой энергии. There are several methods for bringing the ST1 structure into contact with the ST2 structure. In the embodiment of FIG. 1 they are combined, and therefore the hydrogen released in the structure ST2, passes mainly along the vertical path to penetrate the structure ST1; in FIG. 3 they are located near, and therefore hydrogen passes mainly along a horizontal path; in FIG. 3, structure ST2 surrounds structure ST1; therefore, hydrogen travels along a path that depends on its initial position and can be either horizontal, vertical, or inclined. On the whole, the structure ST1, the structure ST2, and possibly the third structure ST3, which we will discuss below, form the thermal energy generator GE.
Между генератором GE и подложкой SUB размещается изолирующая структура STS или термически изолирующий материал, например, толстый слой двуокиси кремния, необходимый для того, чтобы предотвратить рассеивание тепловой энергии, вырабатываемой генератором GE, из-за проводимости подложки и от ее повреждения. В воплощении, показанном на фиг. 1, 3, 5, материал структуры STS является также электрическим изолятором и предотвращает рассеивание тока; это характерно для двуокиси кремния. Between the GE generator and the SUB substrate, an STS insulating structure or a thermally insulating material, for example, a thick layer of silicon dioxide, is necessary to prevent the dissipation of thermal energy generated by the GE generator due to the conductivity of the substrate and from its damage. In the embodiment shown in FIG. 1, 3, 5, the material of the STS structure is also an electrical insulator and prevents current dissipation; this is characteristic of silicon dioxide.
Для получения уже упомянутого стартового нагрева устройство должно также содержать, по крайней мере в части, занимаемой генератором GE, третью структуру ST3 из третьего твердого материала, пригодного для генерирования тепловой энергии, когда по нему протекает электрический ток, расположенную так, чтобы быть термически связанной хотя бы с вышеуказанной второй структурой ST2; вышеупомянутым третьим материалом быть может, например, поликремний или легированный поликремний; структура ST3 - это резистор, реализуемый любым из многочисленных способов, хорошо известных в области интегральных схем. To obtain the aforementioned starting heating, the device must also contain, at least in the part occupied by the GE generator, a third structure ST3 of a third solid material suitable for generating thermal energy when an electric current flows through it so that it is thermally connected although would with the above second structure ST2; the aforementioned third material may be, for example, polysilicon or doped polysilicon; the ST3 structure is a resistor implemented by any of the many methods well known in the field of integrated circuits.
В воплощении, показанном на фиг. 1, 2, структура ST1 и структура ST3 выполнены в форме линий, предпочтительно изогнутых, и практически полностью совмещенных. Ширина линии третьей структуры ST3 значительно больше, чем ширина линии первой структуры ST1, благодаря чему можно добиться хорошего нагрева; структура ST2 занимает остальную часть пространства и имеет форму, в сущности, прямоугольной плоской пластины. In the embodiment shown in FIG. 1, 2, the structure ST1 and the structure ST3 are made in the form of lines, preferably curved, and almost completely aligned. The line width of the third structure ST3 is much larger than the line width of the first structure ST1, whereby good heating can be achieved; the structure ST2 occupies the rest of the space and has the shape of an essentially rectangular flat plate.
В воплощении, показанном на фиг. 3, 4, структуры ST1, ST2, ST3 имеют форму изогнутой линии и размещены бок о бок. Еще один вариант состоит в реализации структуры ST1 в виде "расчески", зубья которой входят в петли изогнутой линии, как показано на чертежах: другой вариант состоит в придании структурам ST1 и ST2 такой же формы. In the embodiment shown in FIG. 3, 4, structures ST1, ST2, ST3 have a curved line shape and are placed side by side. Another option is to implement the structure ST1 in the form of a "comb", the teeth of which are included in the loops of the curved line, as shown in the drawings: another option is to give the structures ST1 and ST2 the same shape.
В воплощении, показанном на фиг. 5, 6, структуры ST1 и ST3 имеют, в сущности, одинаковую форму в виде ряда ячеек, которые, как показано на чертежах, имеют квадратную форму, связаны друг с другом, например, более узкими и тонкими каналами; структура ST2 занимает остальную часть пространства. Альтернативно или в добавление к функции нагревания структура ST3 может выполнять, в сочетании со структурой ST1, функцию поляризации материала структуры ST2; приложение к ним соответствующих потенциалов может порождать электрическое поле с силовыми линиями такой формы и направления, чтобы стимулировать движение ядер водорода, освобожденного в структуре ST2, к структуре ST1. In the embodiment shown in FIG. 5, 6, structures ST1 and ST3 have essentially the same shape in the form of a series of cells, which, as shown in the drawings, have a square shape, are connected to each other, for example, narrower and thinner channels; structure ST2 occupies the rest of the space. Alternatively or in addition to the heating function, the structure ST3 may perform, in combination with the structure ST1, the polarization function of the material of the structure ST2; application of the corresponding potentials to them can generate an electric field with lines of force of such shape and direction in order to stimulate the movement of hydrogen nuclei released in structure ST2 to structure ST1.
В воплощении, показанном на фиг. 5, 6, часть структуры ST3, в частности ячейки, используется главным образом для поляризации, а другая ее часть, каналы, используется для нагревания. В воплощениях, показанных на фиг. 1, 2 и 3, 4, структура ST3 выполняет обе эти функции. In the embodiment shown in FIG. 5, 6, part of the ST3 structure, in particular the cell, is mainly used for polarization, and its other part, channels, is used for heating. In the embodiments shown in FIG. 1, 2 and 3, 4, the ST3 structure performs both of these functions.
Что касается воплощения, данного на фиг. 1, 2, структура ST1 снабжена по крайней мере двумя выводами T1, T4, а структура ST3 имеет минимум два вывода T5, T7. Кроме того, имеется первый генератор напряжения G1, соединенный с двумя выводами T1, T4 структуры ST1, второй генератор напряжения G2, связанный с двумя выводами T5, T7 структуры ST3, и третий генератор напряжения G3, связанный с выводами T4 и T5: можно заметить, что структура ST1 и структура ST3 образуют как бы конденсатор с двумя плоскими параллельными пластинами, в который вставляется диэлектрик, образованный структурой ST2. As for the embodiment given in FIG. 1, 2, structure ST1 is provided with at least two terminals T1, T4, and structure ST3 has at least two terminals T5, T7. In addition, there is a first voltage generator G1 connected to two terminals T1, T4 of structure ST1, a second voltage generator G2 connected to two terminals T5, T7 of structure ST3, and a third voltage generator G3 connected to terminals T4 and T5: that structure ST1 and structure ST3 form, as it were, a capacitor with two flat parallel plates into which a dielectric formed by structure ST2 is inserted.
Генератор G2 выполняет функцию нагревания, тогда как генератор G3 выполняет функцию поляризации; генератор G1 может с успехом использоваться, в случае необходимости, для оптимизации функции поляризации; фактически, поскольку потенциал структуры ST3 меняется от точки к точке из-за генератора G2, и поскольку, вообще, материалы структуры ST1 и структуры ST3 различны, может быть важно выверять, посредством генератора G3, напряженность электрического поля и, следовательно, поляризацию структуры ST2. когда позиция меняется, например, с целью получения равномерного генерирования тепловой энергии. Generator G2 has a heating function, while generator G3 has a polarization function; generator G1 can be successfully used, if necessary, to optimize the polarization function; in fact, since the potential of the structure ST3 varies from point to point due to the generator G2, and since, in general, the materials of the structure ST1 and the structure ST3 are different, it can be important to check, by means of the generator G3, the electric field strength and, therefore, the polarization of the structure ST2. when the position changes, for example, in order to obtain uniform generation of thermal energy.
Фиг. 2 показывает также выводы T2 и T3, дополнительные для структуры ST1, и вывод T6, дополнительный для структуры ST3; такие дополнительные выводы в сочетании с "нормальными" выводами, с успехом могут быть использованы как для лучшего управления поляризацией структуры ST2, так и для лучшего управления нагреванием структуры ST1, а также для лучшего управления генерированием тепловой энергии путем, например, полного исключения лишь части структуры ST3 из генерирования тепловой энергии. FIG. 2 also shows terminals T2 and T3, optional for structure ST1, and terminal T6, additional for structure ST3; such additional conclusions, combined with the "normal" conclusions, can be successfully used both for better control of the polarization of the structure ST2, and for better control of the heating of the structure ST1, as well as for better control of the generation of thermal energy by, for example, completely eliminating only part of the structure ST3 from heat generation.
Конечно, чтобы использовать все возможности прибора, представленного на фиг. 1, 2, необходимо обеспечить наличие всех схем управления для генераторов, соединенных с вышеупомянутыми терминалами. Of course, in order to take full advantage of the device of FIG. 1, 2, it is necessary to ensure the availability of all control circuits for generators connected to the above terminals.
Также в воплощениях, показанных на фиг. 3, 4 и 5, 6, структуры ST1 и ST3 могут быть снабжены подобными выводами, хотя они и не показаны на вышеупомянутых чертежах. Also in the embodiments shown in FIG. 3, 4 and 5, 6, structures ST1 and ST3 may be provided with similar leads, although they are not shown in the above drawings.
Наиболее типичным и успешным применением генератора GE. описанного выше, является генерирование электрической энергии. Чтобы получить этот результат, необходимо снабдить устройство в соответствии с данным изобретением преобразователем тепловой энергии в электрическую, пригодным превращать, по крайней мере, часть тепловой энергии, генерируемой структурой ST1. Если преобразователь STP реализуется на основе системы термобатарей, то это способствует интегральности в монолитной форме; такая система на термобатарее должна быть размещена так, чтобы ее области горячего контакта были термически связаны со структурой ST1, по меньшей мере, с реальным источником тепла. The most typical and successful application of the GE generator. described above is the generation of electrical energy. To obtain this result, it is necessary to provide the device in accordance with this invention with a thermal energy converter into electrical energy, suitable to convert at least part of the thermal energy generated by the structure ST1. If the STP converter is implemented on the basis of a thermal battery system, this promotes integrity in a monolithic form; such a system on a thermal battery should be placed so that its hot contact areas are thermally connected with the structure ST1, at least with a real heat source.
Под системой термобатарей подразумевается, в общем, несколько термоэлементов, соединенных последовательно друг с другом; не исключается, что при должном выборе материалов и в некоторых применениях, система термобатареи может быть сформирована лишь одним термоэлементом. Термоэлементы являются хорошо известными устройствами, которые работают на эффект Зеебека (Seebeck effect). Under the thermal battery system is meant, in general, several thermocouples connected in series with each other; it is possible that with the proper selection of materials and in some applications, the thermal battery system can be formed by only one thermocouple. Thermocouples are well-known devices that operate on the Seebeck effect.
На фиг. 1 и 7 генератор GE размещен на структуре STS и под структурой ST1 из электрически изоляционного и термически проводящего материала, например, алмаза, термобатарейный преобразователь STP помещен своей областью горячего контакта на структуре ST1, что обеспечивает хорошую тепловую связь, а остальной частью - на структуре STS. In FIG. 1 and 7, the GE generator is located on the STS structure and under the ST1 structure of electrically insulating and thermally conductive material, for example, diamond, the STP thermo-battery converter is placed by its hot contact area on the ST1 structure, which provides good thermal connection, and the rest on the STS structure .
На фиг. 3, 8 генератор GE размещен на структуре ST1, которая в свою очередь размещена на структуре STS; структура ST1 значительно выступает за край генератора GE; термопреобразователь STP помещен сбоку на генераторе GE, и большей частью своей областью горячего контакта - на структуре ST1, что гарантирует хороший перенос тепла, а остальной частью - на структуре STS. In FIG. 3, 8, the GE generator is located on the structure ST1, which in turn is located on the structure STS; structure ST1 protrudes significantly beyond the edge of the GE generator; the STP thermoconverter is placed on the side of the GE generator, and for the most part its hot contact area is on the ST1 structure, which guarantees good heat transfer, and the rest on the STS structure.
На фиг. 5, 9 генератор GE помещен на структуре ST1, что обеспечивает хорошую тепловую связь, а она в свою очередь размещена на области горячего контакта теплопреобразователя STP; преобразователь STP помещен на структуре STS. In FIG. 5, 9, the GE generator is placed on the structure ST1, which provides good thermal coupling, and it, in turn, is located on the hot contact area of the heat converter STP; the STP converter is placed on the STS structure.
Фиг. 12 схематически показывает вид сверху термобатареи ТР. Она включает в себя четвертую плоскую структуру ST4, сделанную из четвертого электрически проводящего материала в виде буквы L, шестую плоскую структуру ST6 из шестого электрически проводящего материала L-образной формы, иного нежели четвертый, и пятую плоскую структуру ST5 из электроизоляционного материала, структура ST5 имеет форму, дополняющую структуру ST6, и охватывает последнюю с обеих сторон буквы L; структура ST4 наложена на две другие структуры, чтобы иметь область электрического контакта со структурой ST6 на первом конце, называемом областью горячего контакта; на втором конце структуры ST4 и ST6 представляют первый вывод P1 и второй вывод P2, соответственно. FIG. 12 schematically shows a top view of a thermopile TP. It includes a fourth flat structure ST4 made of a fourth electrically conductive material in the form of the letter L, a sixth flat structure ST6 of a sixth electrically conductive material of an L-shape other than a fourth, and a fifth flat structure ST5 of an insulating material, structure ST5 has a form that complements the structure of ST6, and covers the latter on both sides of the letter L; structure ST4 is superimposed on two other structures to have an electrical contact area with structure ST6 at a first end called a hot contact area; at the second end of the structure, ST4 and ST6 represent the first terminal P1 and the second terminal P2, respectively.
Если один конец структур ST4 и ST6 доводится до температуры выше, чем температура их другого конца, возникает разность потенциалов между выводами P1 и P2 обычно порядка сотен милливольт, которая зависит от разности температур; отсюда необходимость последовательного соединения. If one end of structures ST4 and ST6 is brought to a temperature higher than the temperature of their other end, a potential difference arises between terminals P1 and P2, usually of the order of hundreds of millivolts, which depends on the temperature difference; hence the need for a serial connection.
Материалы, применяемые для элементов E1 и E2, хорошо известны в литературе. Очевидно из того, что было изложено выше, что термобатареи действуют также, как температурные сенсоры генератора GE. Если генератор GE и преобразователь STP размещены рядом друг с другом, как показано на фиг. 8, то желательно выбирать материал структуры ST4 таким же, как материал структуры ST1, материал структуры ST6 таким же, как материал структуры ST3, с тем, чтобы как термобатареи ТР, так и генератор GE могли быть реализованы посредством одних и тех же этапов процесса. Та же цель может быть достигнута подбором материала структуры ST4 таким же, как материал структуры ST3, материала структуры ST5 таким же, как материал структуры ST2, материала структуры SТ6 - как материал структуры ST1. The materials used for elements E1 and E2 are well known in the literature. It is obvious from what was stated above that thermopiles act in the same way as the temperature sensors of a GE generator. If the generator GE and the converter STP are placed next to each other, as shown in FIG. 8, it is desirable to choose the material of structure ST4 the same as the material of structure ST1, the material of structure ST6 the same as the material of structure ST3, so that both the thermopile TP and the generator GE can be realized by the same process steps. The same goal can be achieved by selecting the material of structure ST4 the same as the material of structure ST3, the material of structure ST5 the same as the material of structure ST2, the material of structure ST6 as the material of structure ST1.
Фиг. 10 показывает конструкцию, которая могла бы составить завершенное устройство, заключенное в кассету и способное питать электрическую или электронную цепь. Оно содержит генератор GE, например такой, как показан на фиг. 3, 4, 8, соединенный, к примеру, с четырьмя электрическими линиями, чтобы питать терминалы структур ST1 и ST3, которые в целом образуют шину ВС для управления генерированием тепловой энергии, и содержит преобразователь STP, сформированный 15 термобатареями ТР, расположенными в виде короны вокруг генератора GE, электрически изолированными друг от друга и электрически изолированными от генератора GE, но термически связанными с ним; корона открыта для подключения шины ВС. FIG. 10 shows a structure that could constitute a complete device enclosed in a cassette and capable of supplying an electrical or electronic circuit. It comprises a generator GE, for example as shown in FIG. 3, 4, 8, connected, for example, with four electric lines to power the terminals of structures ST1 and ST3, which generally form a BC bus for controlling the generation of thermal energy, and contains an STP converter formed by 15 thermal batteries TP located in the form of a corona around the GE generator, electrically isolated from each other and electrically isolated from the GE generator, but thermally connected to it; The crown is open to connect the aircraft bus.
Термобатареи ТР соединены последовательно друг с другом, т.е. вывод P2 одной из них соединен с выводом P1 соседней; вывод P1 первой соединен с положительной линией LP; вывод P2 последней соединен с отрицательной линией LN. Линии LP и LN, следовательно, могут быть использованы в качестве выводов генератора напряжения. Конструкция, изображенная на фиг. 10, может также использоваться внутри обычной интегральной схемы в качестве источника питания. TP thermal batteries are connected in series with each other, i.e. terminal P2 of one of them is connected to terminal P1 of the adjacent one; pin P1 is first connected to the positive line LP; pin P2 of the latter is connected to the negative line LN. The lines LP and LN, therefore, can be used as the terminals of the voltage generator. The construction shown in FIG. 10 can also be used inside a conventional integrated circuit as a power source.
Фиг. 11 показывает устройство одной такой интегральной схемы, которая включает в себя генератор GE, управляющую шину ВС, соединенную с генератором GE, преобразователь STP, две линии LP и LN - положительную и отрицательную, - соединенные с преобразователем STP, управляющую схему SC, монолитно интегрированную, связанную с шиной ВС и линиями LP и LN, две питающие масс-линии VCC и GND, соединенные со схемой SC, монолитную интегральную схему СС, пригодную для выполнения аналоговых и/или логических электрических функций обычного типа, соединенную с линиями VCC и GND и получающую питание от них. FIG. 11 shows a device of one such integrated circuit, which includes a generator GE, a control bus BC connected to a generator GE, an STP converter, two lines LP and LN, positive and negative, connected to an STP converter, a control circuit SC, integrally integrated, connected to the BC bus and the LP and LN lines, two supply lines VCC and GND, connected to the SC circuit, a monolithic integrated circuit CC, suitable for performing analog and / or logical electrical functions of the usual type, connected to the VCC and GND lines and the floor aspirants power from them.
Схема SC, которая в простой реализации может отсутствовать, может выполнять следующие функции: принимать ток, требуемый схемой СС, подавать на выводы структур генератора GE необходимое напряжение по шине ВС, снимать температуру генератора GE посредством линий LP и LN, принимать напряжение, генерируемое преобразователем STP по линиям LP и LN, стабилизировать напряжение, подаваемое на линии VCC и GND. The SC circuit, which may be absent in a simple implementation, can perform the following functions: receive the current required by the SS circuit, supply the necessary voltage on the BC bus to the conclusions of the GE generator structures, take the GE generator temperature through the LP and LN lines, and receive the voltage generated by the STP converter along the LP and LN lines, stabilize the voltage supplied to the VCC and GND lines.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT95MI002502A IT1276998B1 (en) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | MONOLITHICALLY INTEGRATED DEVICE |
| ITMI95A002502 | 1995-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98109576A RU98109576A (en) | 2000-05-10 |
| RU2175788C2 true RU2175788C2 (en) | 2001-11-10 |
Family
ID=11372631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98109576/06A RU2175788C2 (en) | 1995-11-30 | 1996-11-26 | Monolithic integrated device |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0864159A1 (en) |
| JP (1) | JP2000503762A (en) |
| CN (1) | CN1203690A (en) |
| AU (1) | AU7709796A (en) |
| BR (1) | BR9611784A (en) |
| IT (1) | IT1276998B1 (en) |
| RU (1) | RU2175788C2 (en) |
| WO (1) | WO1997020320A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1314062B1 (en) * | 1999-10-21 | 2002-12-03 | St Microelectronics Srl | METHOD AND RELATED EQUIPMENT TO GENERATE THERMAL ENERGY |
| RU2195717C1 (en) * | 2001-08-23 | 2002-12-27 | Киркинский Виталий Алексеевич | Energy generating device |
| DE102013110249A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-19 | Airbus Defence and Space GmbH | Apparatus and method for power generation |
| CN105206313B (en) * | 2015-10-15 | 2017-05-31 | 西安雍科建筑科技有限公司 | A kind of cold fusion reaction experimental rig |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990010935A1 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | The University Of Utah | Method and apparatus for power generation |
| US5015432A (en) * | 1973-10-24 | 1991-05-14 | Koloc Paul M | Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration |
| RU2022373C1 (en) * | 1991-08-15 | 1994-10-30 | Научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения "Луч" | Process of carrying out of fusion nuclear reaction in solids |
| RU2056656C1 (en) * | 1992-08-03 | 1996-03-20 | Виталий Алексеевич Киркинский | Free neutron production process |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1364168A1 (en) * | 1986-01-22 | 1991-09-23 | Институт электроники АН БССР | Multiple-member thermal electric converter |
| JPS6376443A (en) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPH06138269A (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-20 | Hiroshi Kubota | Cold fusion material and cold fusion system using the same |
-
1995
- 1995-11-30 IT IT95MI002502A patent/IT1276998B1/en active IP Right Grant
-
1996
- 1996-11-26 RU RU98109576/06A patent/RU2175788C2/en not_active IP Right Cessation
- 1996-11-26 WO PCT/IT1996/000226 patent/WO1997020320A1/en not_active Ceased
- 1996-11-26 EP EP96940127A patent/EP0864159A1/en not_active Withdrawn
- 1996-11-26 JP JP9520343A patent/JP2000503762A/en active Pending
- 1996-11-26 CN CN96198712A patent/CN1203690A/en active Pending
- 1996-11-26 BR BR9611784-2A patent/BR9611784A/en not_active Application Discontinuation
- 1996-11-26 AU AU77097/96A patent/AU7709796A/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015432A (en) * | 1973-10-24 | 1991-05-14 | Koloc Paul M | Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration |
| WO1990010935A1 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | The University Of Utah | Method and apparatus for power generation |
| RU2022373C1 (en) * | 1991-08-15 | 1994-10-30 | Научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения "Луч" | Process of carrying out of fusion nuclear reaction in solids |
| RU2056656C1 (en) * | 1992-08-03 | 1996-03-20 | Виталий Алексеевич Киркинский | Free neutron production process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1276998B1 (en) | 1997-11-04 |
| JP2000503762A (en) | 2000-03-28 |
| ITMI952502A0 (en) | 1995-11-30 |
| BR9611784A (en) | 1999-12-28 |
| ITMI952502A1 (en) | 1997-05-30 |
| EP0864159A1 (en) | 1998-09-16 |
| AU7709796A (en) | 1997-06-19 |
| CN1203690A (en) | 1998-12-30 |
| WO1997020320A1 (en) | 1997-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6949865B2 (en) | Apparatus and method for generating electrical current from the nuclear decay process of a radioactive material | |
| Podolak et al. | Comparative models of Uranus and Neptune | |
| JP2019208354A (en) | Photovoltaic power generation system and method related to the same | |
| US20040150290A1 (en) | Apparatus and method for generating electrical current from the nuclear decay process of a radioactive material | |
| TWM270849U (en) | Plasma reformer for hydro | |
| RU2175788C2 (en) | Monolithic integrated device | |
| RU2175789C2 (en) | Heat energy generating device and cold fusion reactor | |
| WO2010096080A1 (en) | Low-energy-nuclear-reaction based energy source | |
| EP1222665A1 (en) | A method and apparatus for generating thermal energy | |
| US10957659B2 (en) | Monolithic integration of III-V cells for powering memory erasure devices | |
| US20020027968A1 (en) | Monolithically integrated device | |
| Rosen | Manufacture and deflagration of an atomic hydrogen propellant | |
| Kirby | Ionic processes in astrophysics | |
| HATSOPOULOS | Thermionic energy conversion | |
| JPS61110974A (en) | High temperature cell device | |
| Gonzalez-Sanabria | Effect of NASA advanced designs on thermal behavior of Ni-H2 cells | |
| RU98109576A (en) | MONOLITHIC INTEGRAL DEVICE | |
| Leone et al. | Model and Simulation of a SOFC CHP Plant Fuelled with Hydrogen | |
| Lerner et al. | The mobility of negative charges in liquid hydrogen | |
| KR101514792B1 (en) | Heating source using hydrogen dissolved metal, small device of generating electric power having the heating source, and method of fabrication the heating source | |
| Angus | Energy Conversion—A Materials Problem | |
| du Plessis | Integrated Nanoporous Silicon Nano-explosive Devices | |
| Angello | Solid-State Energy Conversion Devices | |
| Howard | Direct Conversion of Nuclear Heat to Electricity | |
| FR2662537A1 (en) | Device making it possible to confine light atom nuclei in a solid phase |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031127 |