【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热器件、热整流领域，具体为基于热整流的热器件。
技术介绍
1、得益于计算机技术的快速发展，人们在热传导的计算模拟研究方面取得了长足的进步。近年来，一些纳米量级的热器件模型已经被人们设计出来，例如，热二级管、热晶体管、热逻辑门器件、热存储器等，他们在热运输、热控制以及信息处理等方面都具备潜在的应用价值。在这些热器件性质的研究中，对热器件热整流性质的研究、对声子传输的调控是最基本的研究内容之一。热二极管是一种能够实现热流方向控制的器件，其工作原理基于材料在不同温度下的热导率差异。二氧化钒(vo2)在一定温度范围内具有金属-绝缘体转变特性，而聚乙烯(pe)作为一种有机材料，其热导率随温度变化较为平稳。声子作为热能的主要载体，在两种材料的界面传输特性对热二极管的性能有着决定性影响。因此，如何有效的改变声子的传输方向以及实现对热流的控制，以及优化声子在异质结界面的传输是提高热二极管性能的关键，也是设计和制备更高要求热器件的必然要求。本专利技术围绕如何提高和控制体系热整流这一问题，利用材料热导率的差异性建立了可以控制热整流大小和方向的热二极管、热晶体管和模型。并且在热二极管、热晶体管基础上构建了热逻辑门和热谐振器，逻辑门是计算机的基本元件，建立了热逻辑门就可以执行类似电子器件所对应的操作；热谐振器可以从环境中收集热量并且用于提升热器件的性能。热逻辑门和热谐振器是基于非线性晶格的，由于其与温度相关的功率谱，证明了声子，即热载体，也可以用来携带信息和相应的处理。所以，探索直接热整流作为普通电气的替代方法是非常有意义的，理论上可以在
2、现有的热逻辑门相关器件存在的缺陷是：
3、1、专利文件cn116718053a公开了一种分级启动热二极管及其加工方法，“包括外管，所述外管沿着轴向方向依次设有相互密闭独立的第一腔体、第二腔体和第三腔体，每个所属腔体均连接有与其内部相通的充液管，每个所述腔体内均填装有不同的传热工质，每个所述腔体内均装配有用于传递所述工质的吸液芯。该热管只能在特定的传热方向传递热量，在反方向不能实现传热。并且与传统的热二极管不同，本专利技术通过控制热管内部工作传热介质的自身性质不一样，使其具备低温热量工作的特性，并且具有分级启动单向传热的效果，其不仅可以在无重力的条件下实现单向传热的效果，更可以在长距离的热量输送中具有分级启动单向传热效果。本专利技术还提供分级启动热二极管加工方法”，然而上述公开文献的一种分级启动热二极管及其加工方法仅仅只可以实现单向传热导通的情况，无法通过改变热导率来自行调控声子的传输来实现热流方向的改变。
4、2、专利文件cn203719485u公开了一种热二极管，“包括管壳和封闭在管壳中的工作流体，管壳由两个垂直管壳、底部蒸发段和顶部冷凝段组成封闭结构，所述的垂直管壳上有绝缘段。其技术效果为：重力式热二极管具有结构简单，热流可控、传热能力大等优点，传热效率较现有技术提高60％”，然而上述公开文献的一种热二极管仅仅只利用重力效果来构建热二极管，其只可以实现热流的单向传递，无法对声子进行调控产生热整流效应来改变热流方向。
5、3、专利文件cn114646232a公开了一种具有稳定热整流效应的无源热二极管，“本专利技术涉及无源热二极管
，目前的热二极管分为无源热二极管和有源热二极管，两类热二极管得到最高热整流效应时通常要求输入热流大小固定，一旦输入热流改变热整流比将会明显降低，均无法实现与输入热流大小无关的稳定热整流效果；本专利技术公开了具有稳定热整流效应的无源热二极管，用高、低热导率材料交错排列组成可对热流实现定向引导的引导块，再将引导块非对称地排布在背景导热材料上，在不通电、不光照等无能量供给情况下，实现热流从不同方向输入热二极管时，输出的热流不同的无源热整流效应。本专利技术的无源热二极管的热整流比不随输入热流变化，可达到稳定热整流的效果”，然而上述公开文献的一种具有稳定热整流效应的无源热二极管利用将高、低热导率的材料交错排列的方法来实现稳定的热整流效应，但其并不可以主动的对热流导向进行调控，仅仅只能利用规律性的排列使得声子沿着定向通道传输产生热流。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于热整流的热器件，以解决上述
技术介绍
中提出的作为热计算机基础元件的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于热整流的热器件，包括：
3、热谐振器，所述热谐振器由一个振荡热源输出温度，经过两个热二极管和两个线性热质量和一个热机构成，两个热二极管将两个热质量和热机包裹起来，热机被放置在两个热质量中间；
4、热中继器，所述热中继器由六个热晶体管构成，六个晶体管之间串联，两端作为输入端和输出端输入输出固定的温度信号；
5、热非门，所述热非门由一个热晶体管、一个分温器和一个热中继器构成，各组件之间串联而成；
6、热与门/或门，所述热与门/或门由两个热晶体管和一个热中继器构成，两个热晶体管先并联而成后与热中继器串联而成，两个温度信号分别由热晶体管两端输入；
7、优选地，所述热晶体管的内部由二氧化钒和聚乙烯构成，所述热晶体管的两端分别设置有高温热源和低温热源，在金基底中间设置可变热源。
8、所述分温器结构类似于双电阻分压器，由两个电阻串联构成，输出其中一个电阻上的温度信号；
9、各热元器件之间采用金刚石进行串联连接。
10、优选地，所述聚乙烯中含有直径约为3纳米的多孔结构，其多孔结构的孔隙规律性分布在聚乙烯的表面。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
12、1、本专利技术的热整流效应通过热传导的方式实现，比之热辐射热对流等更加简单清晰，其可以通过改变栅极的可变热源的温度来对热晶体管模型的热整流效应进行调控，可以很好的实现热晶体管的相应作用；
13、2、本专利技术所采用的热整流材料为石墨烯-铜，均为常见且价格便宜的材料，可以批量化用于实验和制备热晶体管。根据热晶体管所设计的热逻辑门具有与电子逻辑门相类似的作用原理，可以很好的作为热计算机的基本元件，为日后理论上可以在磁场环境下替代电子计算机作为热计算机提供了很好的思路。同时，热谐振器可以用于从环境温度波动中收集能量，并且其已被证明是一种持久和稳定的能量收集设备，特别是在偏远地区。
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1.基于热整流的热器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于热整流的热器件，其特征在于：所述热二极管（1）由二氧化钒（7）和聚乙烯（8）构成，所述热二极管（1）的两端分别设置有高温热源（3）和低温热源（4）；
3.根据权利要求2所述的基于热整流的热器件，其特征在于：所述聚乙烯（8）中含有直径为3纳米的多孔结构，其多孔结构的孔隙规律性分布在聚乙烯的表面。
【技术特征摘要】
1.基于热整流的热器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于热整流的热器件，其特征在于：所述热二极管（1）由二氧化钒（7）和聚乙烯（8）构成，所述热二极管（1）的两端分别设...
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