RU2545312C1

RU2545312C1 - Thermoacoustic radiator

Info

Publication number: RU2545312C1
Application number: RU2013153644/28A
Authority: RU
Inventors: Виталий Николаевич Максимов; Владимир Павлович Дегтярёв
Original assignee: Виталий Николаевич Максимов; Владимир Павлович Дегтярёв
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-03-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: radiator contains a heat-conducting substrate on the working surface of which the parallel extended structures in the form of ledges of prismatic shape are formed which have alloyed surface layers with considerably larger electric conductivity, than the substrate. The extended structures are connected to the conducting contact areas formed on the substrate. Surfaces of the substrate and the heat-emitting structures are covered from above with a nanodimensional layer of silicon dioxide.

EFFECT: improvement of reliability, specific acoustic power and maximum frequencies of radiated acoustic oscillations.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для возбуждения акустических колебаний в газах и жидкостях. Преимущественная область использования - акустика.The invention relates to devices for exciting acoustic vibrations in gases and liquids. The preferred area of use is acoustics.

Известен термоакустический излучатель (термофон), содержащий тепловыделяющие микроструктуры (ТВМС), выполненные в виде тонких металлических лент или микропроволок, закрепленных на опорах, установленных на жесткой подложке. На подложке также располагаются электроды, электрически соединенные с ТВМС [1]. При подаче на электроды постоянного напряжения и электрических сигналов звуковой частоты температура лент или проволок в результате пропускания через них переменного и постоянного тока периодически изменяется. Колебания температуры окружающего их воздуха приводят к возникновению акустических колебаний. В термофоне применяются ленты из золотой или платиновой фольги толщиной от 0,1 до 1 мкм или золотые нити толщиной 0,05-1 мкм.Known thermoacoustic emitter (thermophone) containing heat-generating microstructures (TVMS), made in the form of thin metal tapes or microwires mounted on supports mounted on a rigid substrate. On the substrate are also electrodes that are electrically connected to the TBMS [1]. When applying constant voltage and electrical signals of sound frequency to the electrodes, the temperature of the tapes or wires as a result of passing alternating and direct current through them changes periodically. Fluctuations in the temperature of the air surrounding them lead to acoustic vibrations. In a thermophone, tapes made of gold or platinum foil with a thickness of 0.1 to 1 μm or gold threads with a thickness of 0.05-1 μm are used.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченные эксплуатационные возможности термофона, заключающиеся в следующем.The reasons that impede the achievement of the technical result are the limited operational capabilities of the thermophone, which are as follows.

Акустическое излучение термофона характеризуется небольшой акустической мощностью (десятки мкВт/мм²) и ограниченным диапазоном частот возбуждаемых акустических колебаний (не более 3-5 кГц). Это обусловлено малой площадью поверхности лент или микропроволок, их тепловой емкостью и тепловой инерционностью. Плотность размещения ТВМС в термофоне не превышает 10 элементов/мм. Кроме того, низкая надежность механического крепления к опорам, а также электрического контакта с электродами не позволяют широко применять термофоны в качестве источников звука в устройствах бытового и промышленного назначения.The acoustic radiation of a thermophone is characterized by a small acoustic power (tens of μW / mm ² ) and a limited frequency range of excited acoustic vibrations (not more than 3-5 kHz). This is due to the small surface area of the tapes or microwires, their thermal capacity and thermal inertia. The density of placement of TVMS in the thermophone does not exceed 10 elements / mm. In addition, the low reliability of mechanical fastening to supports, as well as electrical contact with electrodes, do not allow the wide use of thermophones as sound sources in household and industrial devices.

Признаки совпадающие с заявляемым объектом: подложка, тепловыделяющие микроструктуры, электроды.Signs that coincide with the claimed object: substrate, fuel microstructures, electrodes.

Известны термоакустические излучатели [2, 3, 4], в которых ТВМС выполнены в виде тонкопленочных металлических (например, платиновых или нихромовых) пластин, расположенных на полупроводниковой (кремний) или диэлектрической (сапфир) подложке, используемые для возбуждения акустических колебаний и фазовых переходов в жидких средах. К пластинам подсоединяются металлические электроды для подачи электрического тока. Характерные размеры таких излучателей составляют десятки-сотни мкм, толщина пластин 0,3 - 0,5 мкм, наиболее часто применяемая топология микроструктуры - меандр. Плотность размещения ТВМС в данном случае составляет до 50 элементов/мм.Thermoacoustic emitters are known [2, 3, 4], in which TVMS are made in the form of thin-film metal (for example, platinum or nichrome) plates located on a semiconductor (silicon) or dielectric (sapphire) substrate, used to excite acoustic oscillations and phase transitions in liquid media. Metal electrodes are connected to the plates to supply electric current. The characteristic dimensions of such emitters are tens to hundreds of microns, the thickness of the plates is 0.3 - 0.5 microns, the most commonly used microstructure topology is a meander. The density of placement of TVMS in this case is up to 50 elements / mm.

Акустическое излучение тонкопленочных ТВМС в импульсе составляет сотни мкВт/мм², некоторые образцы генерируют акустические импульсы длительностью от 100 и более нс [4]. Однако наличие теплового контакта ТВМС с подложкой приводит к передаче тепла в подложку, что снижает температуру ТВМС и, соответственно, мощность акустических колебаний в окружающей их среде. При этом значение теплопроводности подложки определяет тепловую инерционность, то есть быстродействие ТВМС.The acoustic radiation of thin-film TWMS in a pulse is hundreds of μW / mm ² ; some samples generate acoustic pulses with a duration of 100 or more ns [4]. However, the presence of thermal contact between the TWMS and the substrate leads to heat transfer to the substrate, which reduces the temperature of the TWMS and, accordingly, the power of acoustic vibrations in their environment. In this case, the value of the thermal conductivity of the substrate determines the thermal inertia, that is, the speed of the TWMS.

Чем больше теплопроводность подложки, тем менее инерционен излучатель, однако при этом меньше энергии передается в окружающую среду. Повышение температуры нагрева тонкопленочного ТВМС приводит к разрушению микроструктуры и отслаиванию её от подложки вследствие разности температурных коэффициентов расширения (ТКР) материала ТВМС и подложки. ТКР кремния более чем в 2 раза меньше ТКР платины и более чем в 50 раз меньше ТКР нихрома. Нагрев ТВМС также ограничен нарушением электрического контакта с электродами из-за разности термических деформаций применяемых металлов. Вследствие этого основной сферой применения тонкопленочных ТВМС на подложке являются экспериментальные микромощные акустические излучатели для исследований свойств жидких и твердых сред.The greater the thermal conductivity of the substrate, the less inertial the emitter, however, less energy is transferred to the environment. An increase in the heating temperature of thin-film TVMS leads to the destruction of the microstructure and its peeling from the substrate due to the difference in temperature expansion coefficients (TCR) of the material of the TVMS and the substrate. TCR of silicon is more than 2 times less than TCR of platinum and more than 50 times less than TCR of nichrome. Heating of TVMS is also limited by the violation of electrical contact with the electrodes due to the difference in thermal deformations of the metals used. As a result of this, the main field of application of thin-film TWMS on a substrate is experimental micropower acoustic emitters for studying the properties of liquid and solid media.

Наиболее простым способом повышения мощности акустических колебаний является повышение температуры ТВМС до нескольких сотен градусов по Цельсию, то есть увеличение нагрева микроструктур. При этом основными проблемами являются снижение диапазона частот излучения из-за увеличения времени остывания ТВМС (теплопроводности газов и жидкостей имеют относительно низкие значения) и относительное уменьшение тепловой энергии, передаваемой в окружающую среду из-за потерь в подложке. Ещё одним способом повышения мощности акустических колебаний является увеличение плотности размещения ТВМС, однако в устройствах типа термофона это существенно усложняет конструкцию, а для тонкопленочных ТВМС на подложках нецелесообразно, так как еще больше увеличивает передачу тепла в подложку.The easiest way to increase the power of acoustic vibrations is to increase the temperature of the TWMS to several hundred degrees Celsius, that is, increase the heating of microstructures. The main problems are the reduction of the radiation frequency range due to the increased cooling time of the TWMS (the thermal conductivity of gases and liquids are relatively low) and the relative decrease in thermal energy transferred to the environment due to losses in the substrate. Another way to increase the power of acoustic vibrations is to increase the density of the TWMS, however, in devices such as a thermophone, this significantly complicates the design, and for thin-film TWMS on substrates it is impractical, since it further increases heat transfer to the substrate.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: подложка, тепловыделяющие микроструктуры, электроды.Signs that coincide with the claimed object: substrate, fuel microstructures, electrodes.

Известен также термоакустический излучатель на основе ТВМС в виде слоя ориентированных в одном направлении углеродных нанотрубок диаметром около 10 нм и расположенных на расстоянии около 2 мкм друг от друга и подключенных к электродам [5]. Нанотрубки при работе нагреваются до температуры около 80°С, при этом их теплоемкость очень мала. Плотность размещения нанотрубок составляет 500 элементов/мм. Экспериментально получен уровень звукового давления в 100 дБ на расстоянии 8 см от излучателя с частотой до 50 кГц.Also known is a thermoacoustic emitter based on TVMS in the form of a layer of carbon nanotubes oriented in one direction with a diameter of about 10 nm and located at a distance of about 2 μm from each other and connected to the electrodes [5]. Nanotubes during operation are heated to a temperature of about 80 ° C, while their heat capacity is very small. The density of nanotubes is 500 elements / mm. The sound pressure level of 100 dB was experimentally obtained at a distance of 8 cm from the emitter with a frequency of up to 50 kHz.

Недостатком данного излучателя является ограниченное значение температуры нагрева (не более 250 градусов Цельсия), обусловленное наличием структурного перехода в углеродных нанотрубках, а также их химическим взаимодействием с кислородом воздуха. Эти факторы приводят к нестабильности проводимости таких ТВМС. Кроме того, в настоящее время еще не отработаны технологичные способы обеспечения надежного электрического контакта между электродами и углеродными нанотрубками.The disadvantage of this emitter is the limited value of the heating temperature (not more than 250 degrees Celsius), due to the presence of a structural transition in carbon nanotubes, as well as their chemical interaction with atmospheric oxygen. These factors lead to the instability of the conductivity of such TWMS. In addition, technological methods for ensuring reliable electrical contact between the electrodes and carbon nanotubes have not yet been developed.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: подложка, тепловыделяющие микроструктуры.Signs that match the claimed object: substrate, heat-generating microstructures.

Прототипом заявляемого устройства является термоакустический излучатель на основе ТВМС в виде сетки тонких алюминиевых микропроволок, закрепленных на опорах на расстоянии нескольких микрометров над подложкой [6]. Размеры микропроволок составляют: длина 200 мкм, ширина по сечению 3 мкм, высота по сечению 30 нм. В различных конструкциях данного излучателя используется от 6 до 233 тысяч микропроволок, плотность размещения которых составляет до 300 элементов/мм. Экспериментально получен уровень звукового давления в 110 дБ на расстоянии 8 см от излучателя с частотой до 40 кГц.The prototype of the claimed device is a thermoacoustic emitter based on TVMS in the form of a grid of thin aluminum microwires mounted on supports at a distance of several micrometers above the substrate [6]. The microwire dimensions are: length 200 μm, width across the section 3 μm, height across the section 30 nm. In various designs of this emitter, from 6 to 233 thousand microwires are used, the density of which is up to 300 elements / mm. The sound pressure level of 110 dB was experimentally obtained at a distance of 8 cm from the emitter with a frequency of up to 40 kHz.

Недостатками данного излучателя являются интенсивная деградация материала микропроволок (окисление алюминия) и ограничение по диапазону частот вследствие их тепловой инерционности. Необходимость механического крепления каждой из микропроволок обусловливает сложность и низкую технологичность конструкции излучателя. Кроме того, при нагреве микропроволок наблюдаются явления прогиба и остаточной деформации, которые при большом количестве циклов нагрева приводят к разрушению микропроволок.The disadvantages of this emitter are the intense degradation of the microwire material (oxidation of aluminum) and the restriction on the frequency range due to their thermal inertia. The need for mechanical fastening of each of the microwires determines the complexity and low manufacturability of the emitter design. In addition, when heating microwires, the phenomena of deflection and permanent deformation are observed, which with a large number of heating cycles lead to the destruction of microwires.

Задачей данного изобретения является расширение эксплуатационных возможностей термоакустического излучателя, путем повышения надёжности, удельной акустической мощности и максимальных частот излучаемых акустических колебаний. The objective of the invention is to expand the operational capabilities of a thermoacoustic emitter, by increasing the reliability, specific acoustic power and maximum frequencies of emitted acoustic vibrations.

Технический результат изобретения заключается в получении стабильной проводимости ТВМС при повышенных температурах, повышении плотности размещения ТВМС, снижении теплопередачи в подложку при нагреве ТВМС и повышении теплопередачи при остывании ТВМС. Это позволяет получать акустические колебания с удельной мощностью не менее 1 мВт /мм² с максимальными частотами свыше 50 кГц.The technical result of the invention is to obtain stable conductivity of the TWMS at elevated temperatures, increase the density of the placement of the TWMS, reduce heat transfer to the substrate when heating the TWMS, and increase the heat transfer when cooling the TWMS. This allows you to get acoustic vibrations with a specific power of at least 1 mW / mm ² with maximum frequencies above 50 kHz.

Технический результат достигается тем, что в термоакустическом излучателе, содержащем подложку и тепловыделяющие структуры, контактирующие с окружающей средой, тепловыделяющие структуры выполнены в виде протяженных структур, сформированных непосредственно на подложке в виде выступов призматической формы и определенной высоты, рассчитываемой исходя из характеристик теплопроводности материала выступа; верхняя часть выступов имеет поверхностный легированный слой, имеющий электрическую проводимость значительно большую, чем основная часть выступа и подложка, и соединенный с токопроводящей легированной контактной областью подложки; в качестве материала подложки и тепловыделяющих микроструктур используют один и тот же материал (кремний или карбид кремния), покрытый сверху наноразмерным слоем диоксида кремния (для защиты от химически агрессивных компонентов окружающей среды).The technical result is achieved in that in a thermoacoustic emitter containing a substrate and heat-generating structures in contact with the environment, the heat-generating structures are made in the form of extended structures formed directly on the substrate in the form of prismatic protrusions and a certain height, calculated on the basis of the thermal conductivity of the protrusion material; the upper part of the protrusions has a surface alloyed layer having an electrical conductivity much larger than the main part of the protrusion and the substrate, and connected to the conductive alloyed contact region of the substrate; the same material (silicon or silicon carbide) coated on top with a nanoscale layer of silicon dioxide (to protect against chemically aggressive environmental components) is used as the substrate material and the heat-generating microstructures.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано устройство термоакустического излучателя.The invention is illustrated by the drawing, which shows the device of a thermoacoustic emitter.

Термоакустический излучатель содержит теплопроводящую подложку 1, на рабочей поверхности которой сформированы параллельно расположенные тепловыделяющие структуры 2 в виде выступов призматической формы, имеющие легированный поверхностный слой 3 со значительно большей электрической проводимостью, чем подложка, и которые соединены с токопроводящими контактными областями 4, сформированными на этой же подложке. Поверхности подложки 1 и тепловыделяющих структур 2, 3 покрыты сверху наноразмерным слоем диоксида кремния.The thermoacoustic emitter contains a heat-conducting substrate 1, on the working surface of which parallel heat-generating structures 2 are formed in the form of prismatic protrusions having a doped surface layer 3 with a significantly higher electrical conductivity than the substrate, and which are connected to the conductive contact regions 4 formed on the same the substrate. The surfaces of the substrate 1 and the fuel structures 2, 3 are coated on top with a nanosized layer of silicon dioxide.

При подаче на токопроводящие контактные области 4 подложки 1 электрических сигналов происходит нагрев легированных участков параллельно расположенных структур 3, от которых происходит нагрев участков газовой или жидкой среды, контактирующей с этими участками. При нагреве участков среды происходит ее расширение и излучение акустического сигнала в окружающую среду [9].When electrical signals are supplied to the conductive contact regions 4 of the substrate 1, the doped sections of the parallel structures 3 are heated, from which the sections of the gas or liquid medium in contact with these sections are heated. When heating sections of the medium, it expands and the acoustic signal is emitted into the environment [9].

В предлагаемом устройстве стабильность параметров тепловыделяющих микроструктур (ТВМС) на повышенных по сравнению с имеющимися аналогичными устройствами температурах (до 500-600°С) обеспечивается применением полупроводникового теплопроводящего материала с высокой температурой структурного перехода (кремний Si - 1300°С, карбид кремния SiC - 2100°С) и имплантированной электропроводностью поверхностного слоя, получаемой легированием.In the proposed device, the stability of the parameters of the fuel microstructures (TVMS) at elevated temperatures (up to 500-600 ° C) compared with similar devices is ensured by the use of a semiconductor heat-conducting material with a high structural transition temperature (silicon Si - 1300 ° C, silicon carbide SiC - 2100 ° C) and implanted electrical conductivity of the surface layer obtained by alloying.

Легирование поверхностного слоя может быть осуществлено существующими методами - ионного внедрения, термической диффузии, лазерным легированием [7].Doping of the surface layer can be carried out by existing methods — ion implantation, thermal diffusion, and laser doping [7].

Теплопроводность материала подложки значительно больше, чем теплопроводность среды, в которой возбуждаются акустические колебания. Теплопроводность кремния и карбида кремния составляет соответственно 1,4 и 4,7 Вт/см·К, что на несколько порядков превышает теплопроводность воздуха (0,00025 Вт/см·К) и воды (0,0065 Вт/см·К). Химическая стойкость к воздействию окружающей среды у карбида кремния достаточно велика, химическая стойкость кремниевого ТВМС обеспечивается за счет тонкого поверхностного слоя из диоксида кремния SiO₂.The thermal conductivity of the substrate material is much greater than the thermal conductivity of the medium in which acoustic vibrations are excited. The thermal conductivity of silicon and silicon carbide is 1.4 and 4.7 W / cm · K, respectively, which is several orders of magnitude higher than the thermal conductivity of air (0.00025 W / cm · K) and water (0.0065 W / cm · K). The chemical resistance to environmental influences of silicon carbide is quite high, the chemical resistance of silicon TWMS is ensured by a thin surface layer of silicon dioxide SiO ₂ .

Высокая плотность размещения ТВМС (1000 и более элементов/мм) обеспечивается шириной выступов (не более 500 нм) и расстоянием между ними (не более 500 нм), формируемых методами существующих промышленных технологий, например ионным или плазмохимическим травлением, молекулярно-лучевой эпитаксией.The high density of the TWMS (1000 or more elements / mm) is ensured by the width of the protrusions (not more than 500 nm) and the distance between them (not more than 500 nm), formed by methods of existing industrial technologies, for example, ion or plasma chemical etching, molecular beam epitaxy.

Форма выступов, в зависимости от применяемой технологии их изготовления, может быть прямоугольной, трапецеидальной или закругленной. Длина выступов ограничивается только возможностями технологии и может составлять до 100 мм. Ширина выступов рассчитывается исходя из толщины и проводимости поверхностного слоя и значения активного сопротивления ТВМС. Максимальная ширина выступов не должна превышать 500 нм. Величина зазора между выступами не должна превышать ширину самих выступов. При этом ТВМС в виде тонких (наноразмерных) поверхностных слоев на выступах практически теплоизолированы друг от друга зазорами между выступами, что снижает теплопередачу в материал подложки во время нагрева.The shape of the protrusions, depending on the technology used for their manufacture, can be rectangular, trapezoidal or rounded. The length of the protrusions is limited only by the capabilities of the technology and can be up to 100 mm. The width of the protrusions is calculated based on the thickness and conductivity of the surface layer and the active resistance value of the TWMS. The maximum width of the protrusions should not exceed 500 nm. The gap between the protrusions should not exceed the width of the protrusions themselves. Moreover, TVMS in the form of thin (nanoscale) surface layers on the protrusions are practically insulated from each other by the gaps between the protrusions, which reduces the heat transfer to the substrate material during heating.

Высота выступов должна создавать тепловой барьер между ТВМС и подложкой при нагреве. Минимальное значение высоты можно определить по формуле h_min ≥C/f , где C - скорость температурной волны [8] в материале выступа, м/с, f - заданная частота электрического тока, разогревающего ТВМС. При импульсном нагреве ТВМС частота может составлять до 20 МГц, скорость температурных волн в кремнии, рассчитанная по данным о теплопроводности кремния, составляет около 250 м/с, поэтому высота выступов должна быть не менее 12,5 мкм.The height of the protrusions should create a thermal barrier between the TVMS and the substrate during heating. The minimum height value can be determined by the formula h_min ≥C / f, where C is the temperature wave velocity [8] in the protrusion material, m / s, f is the given frequency of the electric current heating the TWMS. With pulsed heating of a TWMS, the frequency can be up to 20 MHz, the speed of temperature waves in silicon, calculated from the data on the thermal conductivity of silicon, is about 250 m / s, therefore, the height of the protrusions should be at least 12.5 microns.

Таким образом, основными отличительными признаками предложенного излучателя являются:Thus, the main distinguishing features of the proposed emitter are:

- наличие жестко закрепленных выступов призматической (например, трапецеидальной, прямоугольной или закругленной) формы и определенной высоты. Минимальная высота выступа рассчитывается исходя из частотного диапазона излучателя и свойств материала выступа;- the presence of rigidly fixed protrusions of a prismatic (for example, trapezoidal, rectangular or rounded) shape and a certain height. The minimum height of the protrusion is calculated based on the frequency range of the emitter and the properties of the material of the protrusion;

- наличие на выступах ТВМС поверхностных легированных слоев в виде наноразмерных (50-500 нм) протяжённых структур с высокой электрической проводимостью (менее 0,1 Ом·см);- the presence on the protrusions of the TWMS of surface doped layers in the form of nanoscale (50-500 nm) extended structures with high electrical conductivity (less than 0.1 Ohm · cm);

- длина ТВМС ограничена только длиной подложки и может быть равна ей;- the length of the TBMS is limited only by the length of the substrate and can be equal to it;

- отсутствие прогиба и остаточных деформаций излучающих структур, характерных для ТВМС-прототипов;- the absence of deflection and residual deformation of the radiating structures characteristic of TVMS prototypes;

- отсутствие термических напряжений и отслаивания от подложки, нарушения электрического контакта между ТВМС и электродами, характерных для тонкопленочных ТВМС-аналогов;- the absence of thermal stresses and peeling from the substrate, the violation of the electrical contact between the TWMS and the electrodes characteristic of thin-film TWMS analogues;

- применение однородного материала для подложки, выступов, проводящих слоев и контактных областей.- the use of homogeneous material for the substrate, protrusions, conductive layers and contact areas.

Таким образом, заявляемое устройство отвечает критерию новизна, полезность и техническая реализуемость.Thus, the claimed device meets the criterion of novelty, utility and technical feasibility.

Источники информацииInformation sources

1. Беранек Д., Акустические измерения, пер. с англ., М., 1952, с. 93-99.1. Beranek D., Acoustic measurements, trans. from English., M., 1952, p. 93-99.

2. Ефимов В.Б., Колмаков Г.В., Лебедева Е.В., Межов-Деглин Л.П., Трусов А.Б. Волны разрежения и сжатия 1-го звука в сверхтекучем He-II. Письма в ЖЭТФ, 1999, т.69, вып.10, с.716-720.2. Efimov VB, Kolmakov GV, Lebedeva EV, Mezhov-Deglin LP, Trusov AB The rarefaction and compression waves of the 1st sound in superfluid He-II. Letters to JETP, 1999, vol. 69, issue 10, pp. 716-720.

3. Варламов Ю. Д., Мещеряков Ю. П., Предтеченский М. Р., Лежнин С. И., Ульянкин С. Н. Особенности взрывного вскипания жидкостей на пленочном микронагревателе. Прикладная механика и техническая физика, 2007, № 2, т. 48, с. 81-89.3. Varlamov Yu. D., Meshcheryakov Yu. P., Predtechensky MR, Lezhnin S. I., Ulyankin S. N. Features of explosive boiling of liquids on a film microheater. Applied Mechanics and Technical Physics, 2007, No. 2, v. 48, p. 81-89.

4. Гутфельд Р. Распространение тепловых импульсов. 4. Gutfeld R. Distribution of thermal pulses.

В кн. Физическая акустика. Под ред.У.Мэзона. М., Мир. 1973, с.278-279.In the book. Physical acoustics. Edited by W. Mason. M., World. 1973, p. 278-279.

5. Xiao, Lin, et al.Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers. ASAP Nano Lett., ASAP Article, (10.1021/nl802750z).5. Xiao, Lin, et al. Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers. ASAP Nano Lett., ASAP Article, (10.1021 / nl802750z).

6. Niskanen A. O., Hassel J., et al. Suspended metal wire array as a thermoacoustic sound source . Applied Physics Letters. Vol. 95 (2009) Nr: 16, pp. 163102.6. Niskanen A. O., Hassel J., et al. Suspended metal wire array as a thermoacoustic sound source. Applied Physics Letters. Vol. 95 (2009) Nr: 16, pp. 163102.

7. Bustarret E. et al. Nature. 2006. V.444, pp. 465-468.7. Bustarret E. et al. Nature. 2006. V.444, pp. 465-468.

8. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т2.Термодинамика. М., Наука, 1975, с. 220-227.8. Sivukhin D.V. General physics course. T2.Thermodynamics. M., Science, 1975, p. 220-227.

9. Лямшев Л.М., Наугольных К.А. О генерации звука тепловыми источниками. Акустический журнал, 1976, 22, 4. 625-627.9. Lyamshev L.M., Nugolnyh K.A. About sound generation by heat sources. Acoustic Journal, 1976, 22, 4. 625-627.

Claims

A thermoacoustic emitter containing a substrate and heat-generating structures in contact with the environment, characterized in that the structures are formed from the substrate material in the form of parallel prismatic protrusions, have doped surface layers with much higher electrical conductivity than the substrate connected to the conductive contact areas, formed on the same substrate, the surfaces of the substrate and fuel structures are coated on top with a nanosized layer of dioxide belt, and silicon or silicon carbide is used as a substrate.