电热效应材料和热二极管制造技术

本发明专利技术一般地描述了实施例，包括基板，至少部分地被所述基板支撑的电热效应材料，和至少部分地被所述电热效应材料支撑的热二极管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电热效应材料和热二极管背景电热材料是显示出对电场响应的材料温度变化的材料。在不受理论束缚的情况下，电热效应可以部分归因于导致材料中熵容量改变的电场。电场的施加可以例如改变可用的熵状态的数量，导致材料的原子在更高的温度振动，提高材料的温度。电热效应材料包括锆钛酸铅和一些聚合物等电热效应材料。可以通过将电热效应材料物理连接至热源或从热源断开，在热泵中使用电热效应材料。除非本文另外指明，在本章节所述的材料对于本申请的权利要求而言均不是现有技术，并且本章节中的内容不被承认为现有技术。附图简述由与附图联系的以下描述和附带的权利要求，本公开内容的前述内容或其它特征·将变得更完全地显然。应当理解的是，这些附图描述仅是根据本公开内容的一些实例，因此不认为限制了本专利技术的范围，本公开内容将通过使用附图更加具体详细地被描述，其中在图中图I是器件100的截面的示意性说明；图2是器件200的截面的示意性说明；图3是器件300的截面的示意性说明；图4是说明了传热的实例方法的流程图；和图5是用于制备器件的实例方法的流程图；所有图均根据本公开内容的至少一些实施例布置。详细描述在下面的详细描述中，可以参考附图，所述附图形成详细描述的一部分。在附图中，类似的标记典型表示类似的组件，除非上下文另有指示。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实例不用于限制。可以利用其它实例，并且可以做出其它变化，而不脱离本文中的主题的精神或范围。容易理解，如在此概述及在图中说明的本公开内容的各个方面，可以以广泛的各种不同构造被安排、替代、组合、分离、以及设计，所有这些均在此被明确地预期。本公开内容总体上涉及基板、至少部分被所述基板支撑的电热效应材料以及至少部分被所述电热效应材料支撑的热二极管的方法、系统、器件和/或设备。图I是根据本公开内容的至少一些实施例布置的器件100的截面的示意图。器件100包括基板105、和电热效应(ECE)材料110和热二极管115。热二极管115包括La0 7Sr0 3CoO3层120和LaCoO3层125。安置电极130和132，以施加跨过ECE材料110的电场。可以使用从基板105的一面延伸至另一面的穿过基板的互连136，将电极132与在基板105的相反面的垫134连接。电路140可以位于基板105中或它的上面。可以使用热耦合材料150或其它热连接将包装145热耦合至热二极管115。一般地，基板105可以是任何类型的基板，且本文所述的器件的实例可以将热泵至或泵离基板105的表面。实例基板包括硅基板和聚合物基板。在一些实施例中，基板105可以不存在，并且可以将ECE材料110和热二极管115作为膜提供。一般地，ECE材料110可以是任何适合的ECE材料。ECE材料110可以至少部分地被基板105支撑。在图I的实施例中，ECE材料110直接接触基板105，然而在其它实施例中，ECE材料110可以局部地或间接地与基板105接触，不过仍能将热传至或传离基板105，如经过中介层。可以使用任何适合的ECE材料，包括锆钛酸铅和聚合物。一般地，热二极管115可以是任何适合的能够优先将热导至或导离基板105的热二极管。即，热二极管115可以具有不对称的传热性，其中热可以在一个方向上比在另一个方向上更加容易地传送。热二极管115可以至少部分地被ECE材料110支撑。在图I的实施例中，热二极管115直接接触ECE材料110，然而，在其它实施例中，热二极管115可以局部地或间接地与ECE材料110接触，不过仍能将热传至或传离ECE材料110，如经过中介层。可以使用具有不同的热导率温度系数的众多材料中的任一种来实现热二极管115。具有不同的热导率温度系数的材料彼此热接触，则热在一个方向上比在另一个方向上可以更加容易地流动。在一些实施例中，可以使用两种金属氧化物结晶材料来实现热二极管115。也可以使用两种钴氧化物材料来实现热二极管115。如图I中所示，可以使用镧钴氧化物120和镧锶钴氧化物125来实现热二极管115。如图I所示，热二极管优先将热从ECE材料110导出向包装145。使用钴氧化物热整流的实例描述于W. Kobayashi,Y. Teraoka和 I. Terasaki, “氧化物热整流器(An Oxide thermalrectifier) ”，0910. 1153(2009 年 10月6日)中，可获得自http://arxiv. orR/abs/0910. 1153,该文献以其全部内容为任何目的通过引用结合在此。可以安置电极130和132，以施加跨过ECE材料110的电场。该电场也可以跨过热二极管115产生，但在一些实施例中不是必须的。一些实施例可以包括穿过基板的互连136，以允许电压施加在基板105的反面。可以在基板105中或它的上面形成电路140。例如，电路140可以包括处理机电路并且器件100可以起到驱散由电路140产生的热的作用。可以经过热耦合材料150，将包装145耦合至热二极管115。这可以允许热从基板105传输至包装145。在一些实施例中，热耦合材料150可以将包装145耦合至电极130。在一些实施例中，电极130可以延伸跨过热二极管115的表面，且热可以经过电极130被传输至热耦合材料150和/或包装145。一般地，包装145可以是完全或部分地封装基板的任何类型的包装，如计算机或其它个人电子产品机箱，如铝盒，或在其它实施例中，是陶瓷包装，或金属盖帽的包装。一些实施例可以不包含包装，且可以使用一些其它吸热器来吸收从基板105传出的热。尽管未在图I中示出，可以从包装外侧向例如电路140和电极134及130进行外部连接。图2是按照本公开内容的至少一些实施例配置的器件200的截面的示意图。如上参照图I所述，器件200包括ECE材料110和热二极管115，热二极管115包括Laa 7Sr0.3Co03层120和LaCoO3层125。器件200还包括在ECE材料110和基板105之间的另一个热二极管205，热二极管205包括另一 La。. 7Sr0.3Co03层220和另一 LaCoO3层225。热二极管205可以提供从基板105至ECE材料110的优先热传递，并且减少ECE材料110和基板105之间的热传递。图3是按照本公开内容的至少一些实施例配置的器件300的截面的示意图。除了ECE材料110和热二极管115之外，器件300包括另一个ECE材料310和另一个热二极管315，热二极管 315 包括另一 La0 7Sr0 3CoO3 层 320 和另一 LaCoO3 层 325。ECE材料310可以是与ECE材料110相同类型的ECE材料，或可以是不同类型的。在按照本公开内容配置的器件的实施例中，可以使用任意数量的附加的ECE材料和热二极管叠层。一般地，当包括附加的ECE材料层时，可以经受跨过所得材料叠层的更大的温差。 图4是说明了传热的实例方法的流程图。在方框410中，可以跨过与表面热接触的电热材料施加电场。例如，向回参考附图说明图1，可以将电压施加在电极132和130上，以形成跨过ECE材料110的电场，所述ECE材料110可以与基板105的表面热接触。在方框420中，热可以经过与电热效应材料热接触的热二极管传至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种器件，所述器件包括 基板； 电热效应材料，所述电热效应材料至少部分地被所述基板支撑；和 热二极管，所述热二极管至少部分地被所述电热效应材料支撑。2.根据权利要求I所述的器件，其中所述热二极管包含具有不同的热导率温度系数的两种材料，其中所述两种材料彼此热连通。3.根据权利要求I所述的器件，其中所述热二极管包含两种金属氧化物结晶材料，其中所述两种金属氧化物结晶材料彼此热接触。4.根据权利要求I所述的器件，其中所述热二极管包含两种钴氧化物材料，其中所述两种钴氧化物材料彼此热接触。5.根据权利要求I所述的器件，其中所述热二极管包含与镧锶钴氧化物热耦合的镧钴氧化物。6.根据权利要求I所述的器件，其中所述电热效应材料包括锆钛酸铅。7.根据权利要求I所述的器件，其中所述热二极管包括第一热二极管，并且其中所述器件还包括 第二热二极管，所述第二热二极管在所述基板和所述电热效应材料之间。8.根据权利要求I所述的器件，其中所述电热效应材料包括第一电热效应材料并且所述热二极管包括第一热二极管，并且其中所述器件还包括 第二电热效应材料，所述第二电热效应材料至少部分地被所述第一热二极管支撑；和 第二热二极管，所述第二热二极管至少部分地被所述第二电热效应材料支撑。9.根据权利要求I所述的器件，所述器件还包括至少部分地封装所述基板的包装，其中所述包装与所述热二极管热连通。10.根据权利要求I所述的器件，所述器件还包括 至少两个电极，所述至少两个电极安置用于跨过所述电热效应材料施加电场，其中所述电热效应材料配置用于响应于所述电场的变化而改变温度，并且其中所述热二极管配置用于优先将热从所述电热效应材料传导出去...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃泽齐埃尔·克鲁格里克，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：
国别省市：