폐열 재활용 소자
WASTE HEAT RECYCLING ELEMENT
특허 요약
본 발명은 적외선(IR, Infrared Radiation) 파장 영역에서 발생하는 폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 폐열 재활용 소자에 관한 것으로, 알루미늄(Al)으로 마련되어 상기 폐열 에너지를 수신하는 나노 안테나; 및 상기 나노 안테나의 하단에 위치하여 상기 나노 안테나와 연결되고, 상기 폐열 에너지를 정류하여 전기 에너지로 변환하는 다이오드를 포함하고, 상기 나노 안테나는, 보타이(bowtie) 형상으로 마련된다. 이에 의해 적외선(IR, Infrared Radiation) 파장 영역에서 발생하는 폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하되, 낮은 저항으로 터널링 전류를 생성할 수 있는 것은 물론 대량 생산이 가능할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

적외선(IR, Infrared Radiation) 파장 영역에서 발생하는 폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 폐열 재활용 소자에 있어서, 알루미늄(Al)으로 마련되어 상기 폐열 에너지를 수신하는 나노 안테나; 및상기 나노 안테나의 하단에 위치하여 상기 나노 안테나와 연결되고, 상기 폐열 에너지를 정류하여 전기 에너지로 변환하는 다이오드를 포함하고, 상기 나노 안테나는, 보타이(bowtie) 형상으로 마련되고, 상기 나노 안테나는, 제1 암(arm); 및 상기 제1 암과 대칭을 이루는 제2 암; 및 상기 제1 암 및 제2 암이 서로 연결되도록 하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

2

삭제

3

제1항에 있어서,상기 제1 암 및 제2 암이 마주보는 맞꼭지각은 45도로 마련되고, 상기 연결부의 길이는, 상기 나노 안테나의 두께에 대응되는 길이로 마련되는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

4

제1항에 있어서, 상기 나노 안테나의 일단과 연결되는 제1 포트;상기 나노 안테나의 타단과 연결되는 제2 포트;상기 제1 포트측에서 소정의 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 다이오드와 연결되는 제3 포트; 상기 제1 포트 및 제2 포트를 중심으로 상기 제3 포트의 반대편에서 상기 제2 포트측에서 소정의 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 다이오드와 연결되는 제4 포트; 및 상기 제3 포트 및 상기 제4 포트가 상기 다이오드와 연결되도록 하는 바이어(Via)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

5

제1항에 있어서, 상기 다이오드는,상기 나노 안테나의 하단에 위치하는 절연 레이어; 상기 절연 레이어의 하단에 위치하는 실리콘 레이어; 및 상기 실리콘 레이어의 하단에 위치하는 접지 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

6

제5항에 있어서, 상기 절연 레이어는, 산화 알루미늄(Al2O3) 박막으로 구비되는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

7

제5항에 있어서, 상기 실리콘 레이어는, 금속 산화물 실리콘으로써 P-도핑(P-doped)된 실리콘으로 마련되는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.

8

제5항에 있어서, 상기 접지 레이어는, 후면 반사경으로써 텅스텐(W)으로 마련되는 것을 특징으로 하는, 폐열 재활용 소자.