[发明专利]小间隙设备系统及制造方法

说明书

小间隙设备系统优选地包括两个或更多个电极和保持在两个或更多个电极之间的间隙的一个或更多个隔离物。用于小间隙设备系统的隔离物优选地包括限定网状结构的多个腿部。隔离物和/或小间隙设备的制造方法优选地包括：限定横向特征、沉积隔离物材料、选择性地去除隔离物材料、使隔离物与制造基底分离和/或组装小间隙设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月24日提交的美国临时申请序列号62/536,202、于2017年8月18日提交的美国临时申请序列号62/547,535和于2018年6月29日提交的美国临时申请序列号62/692,512的利益，其中的每个申请通过这个引用以其整体并入。

政府支持的声明

本发明是在政府的支持下、由高级能源研究计划署授予的ARPA-E-DE-AR00000664号奖金资助完成的。政府在本发明中有某些权利。

技术领域

本发明大体上涉及小间隙设备(small-gap device)领域，并且更具体地涉及在小间隙设备领域中的新的且有用的隔离物系统(spacer system)。

附图简述

图1A是系统的实施例的侧视图。

图1B是实施例的变型的横截面侧视图。

图2A-2C、图3A-3D和图4A-4C是系统的隔离物的各种示例的平面图。

图5A-5P是隔离物的腿部的各种示例的横截面侧视图。

图6A是隔离物的特定示例的横截面透视图。

图6B是布置在两个电极之间的隔离物的特定示例的透视图。

图7是包括多个堆叠的隔离物的系统的示例的横截面侧视图。

图8A是制造方法的实施例的流程图表示。

图8B是方法的示例的示意性表示。

图9是系统的示例的横截面侧视图。

图10A-10B是隔离物的腿部的各种示例的横截面侧视图。

图11A-11D是隔离物的腿部的各种示例的透视图。

图12A-12B是系统的各种示例的侧视图。

优选实施例的描述

本发明的优选实施例的下面的描述并不意欲将本发明限制到这些优选实施例，而是使本领域中的任何技术人员能够制造并且使用本发明。

1.系统。

小间隙设备系统100优选地包括两个或更多个电极110和一个或更多个隔离物120。电极110优选地由隔离物120分隔(例如，其限定小的电极间间隙，例如微米级间隙)，如图1A-1B所示。然而，系统可以另外或可选地包括任何其他合适的元件，并且系统的元件可以另外或可选地具有任何其他合适的布置。该系统可以如下面关于制造方法所描述的被制造，和/或可以以任何其他合适的方式被制造。

系统100优选地包括热离子能量转换器(TEC)(或热离子能量转换器的一部分)。例如，电极110可以包括由隔离物分隔的阴极(例如，其可操作来当在高温下时发射电子)和阳极(例如，其可操作来收集由阴极发射的电子)。然而，该系统可以另外或可选地包括热光电设备、微间隙等离子设备、生物传感和/或生物操纵设备和/或任何其他合适类型的设备(例如，需要和/或可以受益于在电极之间的小间隙、热隔离和/或电隔离的设备；其他设备)(或作为热光电设备、微间隙等离子设备、生物传感和/或生物操纵设备和/或任何其他合适类型的设备的一部分)。

1.1材料。