[发明专利]具有增强场和电子发射的光学天线

权利要求书

1.一种场增强能量收集器件，包括：

衬底，其包括基面，所述基面包括凹式结构，所述凹式结构具有一个或多个从所述基面向下渐缩的成角度的壁面，在所述成角度的壁面之间形成凹陷空隙，所述凹陷空隙是空的或用透明材料或半透明材料填充，所述一个或多个成角度的壁面在离所述基面一定距离处彼此接触或非常接近，所述一个或多个成角度的表面包括光学暴露于所述凹陷空隙的电磁能传导波导；以及

电极，其邻近或非常接近所述衬底，

其中所述场增强能量收集器件包括与所述电极相分离的场增强区域。

2.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述凹陷空隙的曲率在离所述基面的所述距离处改变。

3.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述器件在所述电极与所述凹式结构的所述电磁能传导波导之间包括间隙。

4.根据权利要求3的场增强能量收集器件，其中所述电极与所述电磁能传导波导之间的所述间隙包括真空空隙、气体、衬底或它们的组合。

5.根据权利要求3的场增强能量收集器件，其中所述间隙包含光伏材料。

6.根据权利要求5的场增强能量收集器件，其中所述光伏材料包括电解质和TiO_x，其中‘x’是大于0的数。

7.根据权利要求6的场增强能量收集器件，其中TiO_x是TiO₂。

8.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述电磁能传导波导包括阴极，并且所述电极包括阳极。

9.根据权利要求8的场增强能量收集器件，其中所述阴极包含选自包括Al、Ag、Au、Cu、Pt、Ni、Cu、Fe、W、氧化钇、氧化钯、石墨或石墨烯在内的组中的一种或多种材料。

10.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述衬底包含绝缘材料或半导体材料。

11.根据权利要求10的场增强能量收集器件，其中所述衬底由选自包括电介质、聚合物、陶瓷和半导体在内的组中的一种或多种材料形成。

12.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述凹式结构的所述基面尺寸大于500纳米(“nm”)。

13.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述衬底同时与所述电磁能传导波导和所述阳极相接触。

14.根据权利要求13的场增强能量收集器件，其中所述衬底与所述电磁能传导波导电绝缘。

15.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述凹式结构处在圆锥形、半圆顶形、角锥形、多边形、直线轨道或圆形轨道配置之中。

16.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述凹陷空隙处于真空下或包含光学透明材料。

17.根据权利要求16的场增强能量收集器件，其中所述透明材料为惰性气体。

18.根据权利要求1的场增强能量收集器件，还包括邻近所述基面的透明外覆保护层。

19.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中在所述凹式结构的表面上进行所述电磁能收集。

20.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述衬底包括不止一个凹式结构，其中所述凹式结构限定凹式结构阵列。

21.根据权利要求20的场增强能量收集器件，其中所述凹式结构阵列中的每个凹式结构包括与隔离阳极隔开的阴极。

22.根据权利要求21的场增强能量收集器件，其中每个凹式结构包括与所述凹式结构的电磁能传导波导电连通的电磁能传导波导。

23.根据权利要求1的场增强能量收集器件，其中所述电极包括与所述电磁能传导波导隔开的平坦表面。

24.根据权利要求23的场增强能量收集器件，其中所述电极还包括从所述平坦表面的凸起，其中所述凸起和所述电磁能传导波导限定第一间隙，并且其中所述平坦表面和所述电磁能传导波导限定第二间隙。

25.根据权利要求24的场增强能量收集器件，其中所述第一间隙小于所述第二间隙。