本发明专利技术涉及一种用于将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管，包括：用作第一电极的第一导电金属层(1)、电绝缘层(7)、第二导电金属层(2)和用作第二电极的第三导电金属层(3)。第一导电金属层(1)和第二导电金属层(2)分别由第一金属材料和不同于第一金属材料的第二金属材料制成，并与厚度在1.5nm至5nm之间的所述电绝缘层(7)隔开。量子二极管被配置为基于电子的移动将交流电转换为直流电，这些电子通过隧道效应跳过对应于第一金属层导体(1)的两个表面(1A、1C)之间的第一接触线(L1)的电绝缘层从第一电极移动到第二电极。(L1)的电绝缘层从第一电极移动到第二电极。(L1)的电绝缘层从第一电极移动到第二电极。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管
[0001]‑‑‑‑‑
[0002]本专利技术涉及一种用于将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管。
[0003]具体地，本专利技术涉及所述量子二极管的结构，其被配置为允许所述二极管以高达属于THz频带的频率工作并且具有高开关速度。
[0004]所述量子二极管的操作基于一定数量电子的移动，这些电子通过隧道效应跳过电绝缘层从所述量子二极管的第一电极移动到第二电极。
技术介绍
[0005]目前，已知存在用于将交流电转换为直流电的二极管。
[0006]用于将交流电整流成直流电的二极管的示例是包括金属
‑
半导体结的肖特基二极管。
[0007]所述二极管的缺点在于，所述结意味着电子物理地越过介电层，使得一定量的能量被结本身吸收，从而导致二极管本身发热。
[0008]然而，肖特基二极管不是量子二极管。
[0009]量子二极管的第一个例子是MIM二极管，即金属
‑
绝缘
‑
金属型二极管。
[0010]这种MIM二极管的缺点是结构复杂且制造难度大。
[0011]量子二极管的第二个例子是MIIM二极管，即金属
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绝缘
‑
绝缘
‑
金属型二极管。
[0012]这种MIIM二极管的缺点是需要比MIM二极管更大的极化，以允许电子跳过两个绝缘层。
[0013]因此，需要电源单元。
[0014]与MIM二极管一样，另一缺点是结构复杂且制造难度大。
[0015]本专利技术的目的
[0016]本专利技术的目的是通过提供一种将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管来克服所述缺点，该二极管以高达属于THz频带的频率工作并且具有高开关能力。
[0017]事实上，本专利技术的目的是将量子二极管的结构设计为允许量子二极管本身用THz频带中的频率将交流电转换为直流电。
[0018]本专利技术的第二目的是提供一种结构简单、制造成本低的量子二极管。
[0019]本专利技术的另一目的是提供一种不发热且效率高于结型二极管的量子二极管，因为所述量子二极管相对于所述结型二极管耗散了少量的热量和能量。
技术实现思路
[0020]因此，本专利技术的目的是用于将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管，包括：
[0021]ο第一导电金属层，其中所述第一导电金属层用作所述量子二极管的第一电极或阴极并且包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面、连接所述第一表面和所述第二
表面的第三表面，其中所述第三表面以所述第三表面和所述第一表面形成大于或等于90
°
且小于180
°
的第一角的方式在第一接触线接触所述第一表面，
[0022]ο电绝缘层，其具有第一端和第二端并包括第一部分和第二部分，
[0023]其中
[0024]所述第一部分至少部分地接触所述第一导电金属层的所述第三表面并且平行于所述第三表面，并且所述第二部分接触所述第一导电金属层的所述第一表面的一部分并且平行于所述第一表面的所述部分，
[0025]所述第一部分和所述第二部分布置成形成等于所述第一角的角，
[0026]ο第二导电金属层，其具有第一端和第二端并包括第一部分和第二部分，
[0027]其中
[0028]所述第一部分接触所述电绝缘层的所述第一部分并且平行于所述第一部分，并且
[0029]所述第二部分至少部分地接触所述电绝缘层的所述第二部分并且平行于所述第二部分，
[0030]所述第一部分和所述第二部分布置成形成等于所述第一角的角，
[0031]ο第三导电金属层，其用作第二电极或阳极，其中所述第三导电金属层至少部分地接触所述第二导电金属层的所述第一部分和所述第二部分并且与所述第一导电金属层电绝缘。
[0032]具体地，所述第一导电金属层由第一金属材料制成，所述第二导电金属层由不同于所述第一金属材料的第二金属材料制成，所述第一导电金属层和所述第二导电金属层被所述电绝缘层隔开，所述电绝缘层的厚度在1.5nm至5nm之间，使得在使用时，一定数量的电子通过隧道效应跳过所述第一接触线处的所述电绝缘层从所述第一导电金属层移动到所述第二导电金属层。
[0033]关于所述第一导电金属层，所述第一导电金属层可以由金制成。
[0034]关于所述第二导电金属层，所述第二导电金属层可以由铬制成。
[0035]此外，所述第一导电金属层和所述第三导电金属层可以由相同的金属材料制成。
[0036]优选地，所述第一导电金属层的厚度大于所述第二导电金属层的厚度。
[0037]具体地，所述第一导电金属层的厚度可以在50nm至100nm之间，优选地为50nm。
[0038]所述第二导电金属层的厚度可以在10nm至30nm之间，优选地为10nm。
[0039]此外，所述第三导电金属层的厚度可以在50nm至100nm之间，优选地为50nm。
[0040]关于所述电绝缘层，所述电绝缘层可以由三氧化二铝或二氧化铪或镓制成。
[0041]所述第三导电金属层可以包括第一部分和第二部分。
[0042]所述第三导电金属层的所述第一部分至少部分地接触所述第二导电金属层的所述第一部分并且平行于后者，并且所述第三导电金属层的所述第二部分至少部分地接触所述第二导电金属层的所述第二部分并且平行于后者。所述第一部分和所述第二部分布置成形成等于所述第一角的角。
[0043]在第一替代方案中，所述量子二极管可以包括介电层，其包括第一表面，并且所述第一导电金属层布置在所述第一介电层的所述第一表面的一部分上，此外，所述电绝缘层的所述第一端、所述第二导电金属层的所述第一端和所述第三导电金属层的一部分可以接触所述介电层的所述第一表面。
[0044]在第二替代方案中，所述量子二极管可以包括介电层，其包括第一表面；以及另一导电金属层，其布置在所述第一导电金属层和所述介电层之间，其中所述另一金属层由不同于所述第一导电金属层的所述第一金属材料的另一金属材料制成。此外，所述另一导电金属层包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。所述另一导电金属层的所述第一表面可以接触所述第一导电金属层的所述第二表面的至少一部分以及所述电绝缘层的所述第一端、所述第二导电金属层的所述第一端和所述第三导电金属层的一部分。所述第二表面可以至少部分地接触所述介电层的所述第一表面。
[0045]优选地，所述另一导电金属层由铬制成。
[0046]此外，所述另一导电金属层的厚度可以在10nm至30nm之间，优选地为10nm。
附图说明
[0047]现在将专门参考附图，根据本专利技术的实施例对其进行描述，该描述出于说明而非限制的目的，其中：
[0048]图1是作为本专利技术的目标的量子二极管的示意性截面图；
[0049本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于将交流电，特别是高频交流电转换为直流电的量子二极管，包括：o第一导电金属层(1)，其中所述第一导电金属层(1)用作所述量子二极管的第一电极或阴极并且包括第一表面(1A)和与所述第一表面(1A)相对的第二表面(1B)、连接所述第一表面(1A)和所述第二表面(1B)的第三表面(1C)，其中所述第三表面(1C)以所述第三表面(1C)和所述第一表面(1A)形成大于或等于90
°
且小于180
°
的第一角(α)的方式在第一接触线(L1)处接触所述第一表面(1A)，o电绝缘层(7)，其具有第一端和第二端并包括第一部分(71)和第二部分(72)，其中所述第一部分(71)至少部分地接触所述第一导电金属层(1)的所述第三表面(1C)并且平行于所述第三表面(1C)，并且所述第二部分(72)接触所述第一导电金属层(1)的所述第一表面(1A)的一部分并且平行于所述第一表面(1A)的所述部分，所述第一部分(71)和所述第二部分(72)布置成形成等于所述第一角(α)的角，o第二导电金属层(2)，其具有第一端和第二端并包括第一部分(21)和第二部分(22)，其中所述第一部分(21)接触所述电绝缘层(7)的所述第一部分(71)并且平行于所述第一部分(71)，并且所述第二部分(22)至少部分地接触所述电绝缘层(7)的所述第二部分(72)并且平行于所述第二部分(72)，所述第一部分(21)和所述第二部分(22)布置成形成等于所述第一角(α)的角，o第三导电金属层(3)，其用作第二电极或阳极，其中所述第三导电金属层(3)至少部分地接触所述第二导电金属层(2)的所述第一部分(21)和所述第二部分(22)并且与所述第一导电金属层(1)电绝缘，其中所述第一导电金属层(1)由第一金属材料制成，所述第二导电金属层(2)由不同于所述第一金属材料的第二金属材料制成，所述第一导电金属层(1)和所述第二导电金属层(2)被所述电绝缘层(7)隔开，所述电绝缘层(7)的厚度在1.5nm至5nm之间，使得在使用时，一定数量的电子通过隧道效应跳过所述第一接触线(L1)处的所述电绝缘层(7)从所述第一导电金属层(1)移动到所述第二导电金属层(2)。2.根据前述权利要求所述的量子二极管，其特征在于，所述第一导电金属层(1)由金制成。3.根据前述权利要求中任一项所述的量子二极管，其特征在于，所述第二导电金属层(2)由铬制成。4.根据前述权利要求中任一项所述的量子二极管，其特征在于，所述第一导电金属层(1)和所述第三导电金属层(3)由相同的金属材料制成。5.根据前述权利要求中任一项所述的量子二极管，其特征在于，所述第一导电金属层(1)的厚度大于所述第二导电金属层(2)的厚度。6.根据前述权利要求中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：切萨雷，
申请(专利权)人：格林阿里塞有限公司，
类型：发明
国别省市：
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