基本元件的制作方法
本发明涉及一种具有包括电磁波、电子、空穴、原子、分子等粒子的发射源和吸收源的基本元件，该基本元件包括改进部件，以允许基本元件的粒子在其它基本元件的其它发射源和其它吸收源之间出入，使得该基本元件和其它基本元件的两种或多种这样的粒子之间相互作用、发生化学反应等，并且使得改进部件上依赖于时间的机械力/电磁力，在面对其它基本元件的发射源或吸收源时，和/或在由其它一种或多种基本元件的发射源或吸收源构成的空间中，控制低能量粒子的发射/吸收而不易受在发射源和吸收源之间的粒子移动部件组成材料的原子/分子种类的S/N比例、其立体结构或晶格、其无序性、或其装置的热量的影响，并且本发明涉及由多种基本元件构成的装置，此外，涉及包括该基本元件和其它基本元件的元件构成的装置、模块、系统。
背景技术：
通过辐射电磁波或粒子等(如果未说明粒子种类，在下文则缩写为粒子)的光束用于分析样品的物理和化学结构，通过暴露到光束和/或用光束辐射物质或用作能源，进行物理或化学加工。
为了分析材料的结构，电子束用于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子束光刻曝光器、热电子发射电子枪、场致发射电子枪等。在场致发射电子枪中，电子发射面积通过加热半径为0.4微米的阴极尖端球面到1800K来减少，而且，用于电子发射区域的电场是～108V/m，场致发射电子枪的电子束的亮度高出热电子发射电子枪三个数量级。此外，在场致发射(肖特基(Schottky))电子枪阴极以及热电子发射类型中，肖特基屏蔽，第一和第二阳极都必须加热。并且使用具有自聚焦特点的凹形阴极电子流的皮尔斯型电子枪结构，凹形阴极的热电子流聚焦成层流。通过在凹形阴极和阳极之间施加加速电压，从皮尔斯型电子枪的加热阴极发射的热电子，都来自于阳极的空穴，但是就像热电子阴极电子枪一样，凹形阴极必须被加热(非专利文献1，非专利文献2)。
根据非专利文献3，在场致发射(肖特基)电子枪中使用单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，阳极终端与阴极表面的距离是2.13微米，阴极表面是高于阳极终端1.6微米且半径为7.5nm的单壁碳纳米管的顶端，并且在阳极终端和单壁碳纳米管的顶端之间施加～30V的电压，使电流高达～10-7A每单壁碳纳米管。
并且，已经利用粒子束进行物理或化学加工，例如粒子束用于分子束外延、粒子束光刻技术、离子注入等等。对于聚焦离子束，可以在纳米级加工目标材料。粒子束也被用来激发气体、控制放电或者使用等离子点火。
根据充电方式，原子/分子粒子束被称为离子束或基团束。在一些光束的特征中，可以想到诸如光波等的电磁波。这类光束存在偏振光束。正电子可以存在于粒子束中。专利文献1中推测，多个二十四面体构成的iko固体(ikosolids)产生正电子。
由于导体的温度较低，由晶格振动或者传导电子-传导电子的相互作用所引起的传导电子散射低到可以忽略不计。主要由杂质散射带来的传导电子的剩余电阻率通常被保留。由于组成原子和晶体结构，没有杂质的完美晶体的电阻率也有很大变化。
在随机的势场中，如果两个或更少的空间维度的导体尺寸较大，根据安德森局域化(Anderson Localization)(非专利文献4)，其电导率变成零。具有垂直于下面描述的传导方向的狭窄的横截面区域的拟一维系统，处于三维系统中，因此不会发生安德森局域化。
增加三维系统中的杂质浓度c并关闭系统的温度至绝对零度，在三维系统中传导电子的波函数通常是局部的，所以波函数ψ可以近似为exp(-r/ξ(c))。这里γ是波函数的位置变化，并且ξ(c)是在c处的衰减系数。传导电子沿着系统移动，当L的尺寸小于ξ(c)时，L导电而不进行局域化。
在绝对零度T＝0时，三维导体中传导电子的状态密度被认为是是自由电子，相关的波函数是自由电子的两个不同波函数的非对角r′＝0和r＞0位置，乘以自由电子的状态密度，乘以在T＝0时的费米分布函数，相关的波函数是自由电子的球面波，其衰变为球体半径r的平方反比，但是自由电子的球面波函数不受温度干扰。这里r′是两个波函数其中一个的位置变量。但是相关波函数的衰减方式方法受导体的状态密度更大程度的影响，这取决于组成导体的原子种类。在拟一维系统中导电电子的波函数Ψpse随着相关波函数弱化方式方法而同样弱化。Ψpse取决于拟一维系统中导体的导电电子的状态密度，然而，当c较大的时候，Ψpse也随着衰减为exp(-x/ξpse(c))。这里x沿着导电电子的传导方向变化。在拟一维系统中导电电子的相关波函数Ψ与Ψpse以相同的方式衰减。
当拟一维系统的温度增加时，导体的电阻率经受电子-电子之间相互作用的散射，这取决于组成原子的晶格振动和差异，因此会发生导电电子相关波函数的振幅弱化。因此ξ(c)是温度T的函数ξ(c，T)(非专利文献5)。因此，传导电子的电阻率值在相关量级ξ(c，T),L和传导电子的弹性散射长度le之间显著变化。但考虑到ξ(c，T)，其中在用于传导电子相关波函数的数值计算的状态密度中考虑传导电子间的弹性散射，并可以考虑下面的情况。
{数学式.1}
1.L>>ξ(c，T)，
在这种情况下,传导电子的电流完全衰减并且不产生。
{数学式.2}
2.ξ(c，T)≥L，
在这种情况下，传导电子随着晶格振动、杂质和其他传导电子一起散射，包括其它传导电子的传导电子作为扩散传导流动。
{数学式.3}
3.ξ(c，T)>>L,
在这种情况下，传导电子不随晶格振动、杂质和其他传导电子散射，传导电子作为弹道传导流动。
此外，有必要考虑在L和之间进行类似比较，源自于在导体中传导电子的包括自相关波函数的相关波函数l-th。这里s用于区分自相关和非自相关，l是2或更大的整数(非专利文献5)。
如上所述，传导电子的衰减取决于除了粒子束之外的构成导体的原子种类和立体结构以及导体的温度以及导体的杂质浓度，因此，在上述系统中，确定了导体中的粒子束随c的波函数的衰减系数。
从光束发射/吸收元件(下文，为了说明与本发明的基本元件的差异而使用的元件)发射的电磁波、中性/带电原子或电子束处于粒子束的不良S/N比例中，因为粒子束流会受到由于粒子束发射/吸收元件中的热量导致的晶格振动的干扰。另外，通过由于粒子束中的带电/中性粒子之间的库仑力和相互作用，以及由于粒子束发射/吸收元件中的杂质，以及粒子束发射/吸收元件中环流的外部场和其它粒子的干扰，S/N比例变差，但是粒子束的流量是根据构成粒子束发射/吸收元件的原子种类来确定的。通过粒子束发射/吸收元件中的晶格振动，以及由于粒子束发射/吸收元件中原子/分子构造结构的杂质和无序引起的干扰，粒子束中粒子的每个能量状态都具有一定的宽度，其是由量子力学计算出的。粒子束发射/吸收元件的热噪声引起粒子束中每个粒子在能级之间跃迁。由粒子束发射/吸收元件的热量引起的对S/N比例的影响，是由粒子束发射/吸收元件的温度决定的，并且在低温下影响较小。
负电子亲合力(NEA)装置，已经发现其界面容易发射作为低动能粒子的电子。它可用作NEA光电表面、次级电子表面、冷阴极等。根据非专利文献6，它可以将NEA冷阴极的发射区域尺寸减小到极小的值，此外，将许多NEA冷阴极彼此相邻放置，并且通过偏置电流控制发射电子的流动，为了这种流动控制，NEA冷阴极可以快速控制电子束，并且NEA冷阴极的能量消耗远小于热离子阴极电子枪，该热离子阴极电子枪具有在阴极和阳极之间施加加速电压到热阴极发射的热电子的部件。由于需要稳定的NEA表面，NEA装置的发射效率和寿命出现许多待解决的问题。
虽然光电表面不响应长波长极限，但NEA装置不再具有长波长极限。在加热阴极的情况下，负电压控制电极、加速电极和光束的限制孔径是必要的，但是在NEA装置中不需要。然而，NEA装置需要稳定的NEA表面，因此NEA装置出现关于其效率和寿命的问题。NEA表面需要的用于自旋极化电子源的高亮度和低发射光电阴极具有上述问题。另一方面，发现了使用金字塔PEA(正电子亲合力)表面的GaA晶体的自旋极化电子源的光电阴极，其不需要NEA表面。金字塔PEA表面的GaA晶体被圆偏振激光器辐照，特定的自旋电子被选择性地从价带激发到导带中。虽然特定的自旋电子群在从PEA表面发射之前被GaA晶体中的热噪声干扰，但是通过隧道增强了特定自旋电子的量子效率和自旋极化(非专利文献7)。
利用在导体自身中具有带电粒子的极性的每个工作物质的热电转换，其既承载其自身的热能也改变其导体自身的电动势差，并且其是通过将热能转换为电能的元件，反之亦然。元件可以从废热产生电能，或者通过向元件施加电流来加热或冷却材料。提高热电转换的灵敏值的热电转换元件，利用热电转换元件中的热电材料的电动势，并且旨在控制仅在通过拟一维部件的拟一维运动中工作物质的移动速度分布中产生的热噪声分布(专利文献2，专利文献3)。工作物质的来源是电路中的导体和半导体。
以燃料电池以及汽车废气的净化为代表的环境和能源技术，对21世纪的人类社会很重要，其中作为示例，粒子的来源不是导体以便实现能源供应和环境保护。燃料电池中使用的电解质分为五种，例如碱型、固体聚合物型、磷酸型、熔融碳酸盐型和固体氧化物型燃料电池，并且每种电解质的特征和缺点是不同的。已经引起兴趣的是，随着便携式小型电子装置多种功能的发展，便携式小型电子装置的电源将用大约几十Ws的微聚合物电解质燃料电池(PEFC)来替换锂电池。
在使用非常高的净能量密度甲醇的直接甲醇燃料电池(DMFC)中，在使用甲醇水溶液和氧气与甲醇水溶液相接触的膜电极组件(MEA)上，即使使用大量的贵金属阳极催化剂，甲醇氧化速率也很慢。并且，由于使用氢氧化钾等溶液的碱性电解液与在阳极中排放的产物CO2相接触，碱性电解液的寿命降低，由于甲醇中毒或甲醇向碱性电解液等的渗透降低而带来的电阻过电压、浓度过电压和活化过电压等是必须的。
在室温至100℃下运行的PEFC和甲醇燃料电池(MFC)都具有MEA，MEA是构造的聚合物电解质膜(PEM)，夹在由多孔支撑层+阳极催化剂层和多孔支撑层+阴极催化剂层制成的两个电极之间。在隔板中夹持MEA构成燃料电池单元。PEFC的PEM在MEA处与空气中的氢气和氧气一起操作，需要加湿以保持聚合物电解质的质子传导性，在无加湿或低加湿下运行的PEM的改善，需要交叉穿过PEM的氢气的隔绝性能以及在MEA中产生的水与空气相接触的操作。
因此，由于催化剂层是MEA中最重要的因素材料之一，需要更高的反应催化活性，更高的导电性，更低的腐蚀和更少的中毒。
已表明直径为几纳米具有使用氧气、氧化反应催化剂激活氧化反应的金属纳米簇已得到大力发展，其中氧气是氧化剂。发现直径为10nm或更小的贵金属纳米粒子的活性点成为“金属催化剂”。通常使用的氧化剂如金属氧化物通常是高毒性的，因此需要更多无毒的氧化剂。在使用氧气作为氧化剂的氧化反应中，副产物只有水，因此可以实现更清洁的反应。此外，醇与氧气的氧化反应的催化剂不仅容易以高活性处理，而且具有如回收，再利用等优势，其中金催化剂固定或包含在聚合物中。这使得催化剂的优势在于是绿色的催化剂(环境友好的)。此外，通过利用金属多样性的优势，混合两种金属获得了新的特征，由金和铂构成的双金属纳米簇催化剂被固定在聚合物上，因此合成了具有更高活性的催化剂。在金和铂以及金和钯的组合中，即使当使用相同的醇作为原料时，选择性地在前者中获得醛而在后者中获得酯(非专利文献8)。
因此，主要描述了在燃料电池中使用的金属纳米簇以及阳极和阴极催化剂层，分子科学研究院(Moleculare Science Institute)的(希德伊罗·樱井)Hidehiro Sakurai副教授已报道，金属纳米簇通常具有以下三种特征，具体为：
1.由于金属表面的形状和面积的变化而引起的反应性变化：
在簇的状态中，由于量子尺寸效应导致的电状态根据簇的尺寸和形状而极大地变化，化学和物理性质也被调整以适应尺寸和形状。
2.金属簇作为催化活性物质的有效供应源：
特别是对于被描述为交叉耦合反应的一系列钯原子簇催化剂，金属簇在许多情况下不断地向反应体系提供活性物质。因为活性物质在催化循环结束后再次重新结合到金属簇上，所以它们通常用作诸如介质的物质，以防止形成惰性块状金属。人们认为，催化活性物质不是簇本身，而是裸露的单原子状态或通过从簇中抓出(scratch)(浸出)产生的几个原子的原子状态。此外，在使用络合催化剂的Heck反应中，已经报道了真正的活性物质不是钯络合物本身，而是在反应体系中分解和产生簇。
3.由于量子尺寸效应的簇自身活动：
例如，随着金簇的表面等离子体共振特性为人所知，可以预期的是簇的尺寸变小，并且簇尺寸直径为2nm或以下，使得没有观察到表面等离子体共振，并且观察到的不是金属性能，而是分子性能。在室温的水溶液中，粒径小于2nm的均匀状态的金簇，空气氧化活性急剧增加。这与几乎没有催化活性的块状金具有相当大的差异。
另一方面，在典型的固体氧化物燃料电池(SOFC)中使用的氧化物离子电解质通常是萤石结构。从室温到其熔点，CeO2、ThO2、CaF2、ZrO2、HfO2等具有萤石结构。例如CaO等碱土氧化物或例如Y2O2等稀土氧化物，作为固体氧化物主体中的客体，保持固溶体在较宽范围的客体浓度中。即使在碱性萤石型结构中出现各种类型的晶格缺陷，已知基本萤石结构可以保持每个原始结构(非专利文献9)。
假设即使在荧石结构中氧化物离子电解质中的主体的一些离子被客体取代，氧化物离子电解质也保持萤石结构，从来自氧化物离子电解质中的空位浓度获得了关于氧离子传导的第一近似亥姆霍兹自由能，取决于在组成原子间最近的临近原子相互作用，并通过使用该第一近似亥姆霍兹自由能进行各种氧空位浓度的数值计算(非专利文献10，非专利文献11)。
与常规氧化物离子导体的传导机制不同，作为SOFC的电解质材料，氧离子导体被期望在400和600℃之间的中间温度范围内操作。在作为氧离子导体的磷灰石镧氧化硅的c轴方向上排列的2a位点中的氧离子，有助于氧离子传导。通过高温下的电传输特性和缺陷化学模型，研究了影响离子传导性质的相反弗仑克尔缺陷(Frenkel defects)的平衡。发现磷灰石型镧氧化硅是理想的固体电解质。此外，在磷灰石型氧化镧中用钕部分代替镧，出现电子传导，这不是仅仅通过经典缺陷平衡理论就能理解的(非专利文献12)。通过使用WIEN2k在用钕替代镧(lantern)的Nd9.20(SiO4)6单晶能带计算的非经验方法中，其方法是(L)APW+lo将线性膨胀平面波法扩展到定域轨道，证实发生非常小的电子传导。
与燃料电池不同，电池和蓄电池是存储能量的示例。在放入几种电解质的前两个电极的电池中，提供外部负载的电路和引起氧化和还原的电路。
另一方面，金刚石具有如此大的带隙(5.5eV)，使得其处于其导电带的底部可以容易地超过真空水平的负电子亲合力(NEA)状态。由于在导电带中激发的电子可以自由地进入真空，因此易于出现电子发射状态。在金刚石表面上的氢端基使得传导电子变成NEA，并且氧端基使得传导电子处于正电子亲合力(PEA)中。
将粒子束根据数学式1～3应用到三维系统的示例；
–通过使用电场控制电子和空穴的装置有许多，诸如场效应晶体管、晶体管、二极管、电容器等等。在专利文献4中装置通过使用磁场控制自旋极化。在该专利文献中，通过应用电压到将铁磁层和铁电层结合在一起的材料，材料中的自旋极化与晶格失配比的变化可以为5％或更小。
除了上面描述的由数学式1～3确定的粒子束之外的粒子束也存在于元件中。元件的物理性质由于元件中包括的原子和/或分子的种类而大大不同。在形成由元件的相应外壁围绕的粒子束的部件中，为了阻挡外部干扰，可以改变粒子束的形成部件的体积。粒子束的粒子移动的移动部件由以下组成，
A.在金属、金属间的或准晶体合金、半导体中，离子材料包括快离子导体，金属或氧化物玻璃以及由纳米级材料制成的部件，粒子束的粒子处于，
A-1扩散运动，
A-2液体或气体运动。
B.仅包含在运动部分中的元件的粒子束的粒子的运动是，
B-1牛顿运动。
考虑到上述A-1中的组成部分的每个体积变化，其中包含的原子和分子各自的浓度变化，温度变化等，通过使用下面描述的(数学式4)对系统中的粒子束流进行研究(非专利文献13)。
在用于中性和/或带电原子、热和电子的不可逆过程的传递方程中，对于中性或带电原子、热、电子等物质i的所有通量Ji的现象响应之间的以下等式，假设其广义热力学力xj
{数学式.4}
这里Lij是现象逻辑系数或传递系数，它是温度、压力等的函数，但与广义热力学力无关。
施加温度的梯度引起与热流相关的广义热力学力，或者化学势的梯度再次产生广义的热力学扩散力；作为对应于前者的扩散响应的热流是热导率，后者是材料流的扩散系数。也就是说，由Lij组成的矩阵L的部分，由将各个广义热力学力与其共轭磁通联系起来的对角线Lii组成。非对角系数Lij确定广义热力学力对非共轭磁通的影响(例子：电迁移，热电材料)。
不可逆过程的特征在于熵的产生。借助于熵产生率σ，能量耗散的热产生速率表示为
{数学式.5}
在此，Ji和Jq分别是物质i的通量和热通量。xi和xq分别是关于物质i以及广义热力学力相对于物质i和热量q相关的位移。它们分别具有以下关系
{数学式.6}
以及
{数学式.7}
此外，各种带电或中性原子和/或分子的每个物质i，接受由于其在电磁场中的相应电荷量qi的力Fi和由浓度梯度产生的力。
已经在流变学中研究了上述A-1和A-2中的弹性变形和流量，并且已经在液体或气体的流体力学中研究了上述A-2中包含湍流的流体。例如，
-在由处于气态和/或液态的带电或中性原子和电子构成的束流中，气体理论和包括湍流状态的流体动力学适用于束流。
上述B-1中的示例为
-中性粒子束，其在带电粒子加速之后由带电粒子和中性气体分子之间的电荷交换产生。在纳米级的装置制造中，因电荷累积和真空紫外光等产生缺陷。此外，离子鞘使带电粒子的速度减速或使其轨道弯曲。中性粒子束难以发生电荷积累并产生辐射损伤，并且已经用于精密构造装置。因此，在带电粒子和中性粒子之间的电荷交换之后获得中性粒子束。
在专利文献5中，在具有单色动能和单向运动的正离子粒子之后，尝试由正离子粒子有效地与电子组合而形成中性粒子束，消除正离子粒子和电子之间的大部分相对速度。此处，已显示正离子粒子和电子之间的电荷交换和弹性散射截面都取决于正离子粒子能量的值，已经使用相对较低的速度使得电荷交换反应或组合反应的可能性更高。在非专利文献14中，通过利用中和负离子粒子需要较少能量的事实，负离子粒子和中性气体分子之间的电荷交换产生中性粒子束。
-此外，低动能的粒子束中的粒子被目标原子、分子等散射，并且仅影响目标样本的标记表面。使用它们来检查标记表面的状态，但是已经使用粒子束中的粒子检查具有不同的低动能的标记表面状态，例如，ISS中的动能小于几keV，在这种情况下，粒子束方向接近平行于目标样品的标记表面，在IEED中为约100eV，在等离子体中为约50eV，并且在冷中子约为5meV。
{引用列表}
{专利文献}
{专利文献1}专利2011-58856
{专利文献2}专利2011-57202
{专利文献3}PCT-JP2012-071529
{专利文献4}专利2012-104768
{专利文献5}专利H5-190296
{非专利文献}
{非专利文献1}Akira Honma,Akiko Sawamura,Hatsuo Yamazaki,Katsuhide Nakata,Koumei Tanida,Sadafumi Sawamura,Kunihiko Tsumori,Design of linear accelerator for low emittance electron gun,Hokkaido University Faculty Engineering Department Research Report No.173(1995)pp.57-63
{非专利文献2}Yoshiaki Makino,Ryo Iiyoshi,Electric field analysis of Schottky cathode by surface charge method,Aichi industrial University research report No.41B(2006)pp33-40.
{非专利文献3}B.Jean-Marc,et al.,Phys.Rev.Lett.Vol.89(2002)pp.17962-1–19769-4.
{非专利文献4}P.W.Anderson,Phys.Rev.Vol.109(1958)1492
{非专利文献5}Mabuchi,et al.Niihama National College of Technology Bulletin Vol.35(2002)pp.29-40
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{非专利文献8}S.Kobayashi,et al.,Remarkable Effect of Bimetallic Nanocluster Catalysts for Aerobic Oxidation of Alcohols:Combining Metals Change the Activities and the Reaction Pathways to Aldehydes/Carboxylic Acids or Esters',Journal of the American Chemical Society,134(2012)16963.
{非专利文献9}T.Kudo and H.Obayashi,J.Electrochem.Soc.123(1976)415.
{非专利文献10}Mahito Mabuchi,Daisuke Higashiura,Kenji Morita,Jun Manabe,Katsuhito Okada,Niihama National college of Technology,Vol.42,(2006)pp.17-23.
{非专利文献11}KoujiOnishi,Hiromasa Morita,Daisuke Higashiura,Mahito Mabuchi,Niihama National College of Technology Vol.42.(2006)pp.25-34.
{非专利文献12}Kiyoshi Kobayashi,Elucidation of reverse Frenkel defect equilibrium in apatite type lanthanum silicon oxide,Scientific Research Grant Program Research Report 2012.6.22.
{非专利文献13}H.Mailer,Tatsuichiro Fujiwara,Diffusion in Solid,Maruzen publish,2007.
{非专利文献14}J.Plasma Fusion Res.Vol.85,No.4(2009)199
{
技术实现要素：
}
{技术问题}
粒子束用于检查暴露于该粒子束和/或被粒子束辐照的样品的物理性质，或以相同的方式改性材料的物理化学性质和/或形状。装置中包括调整发射粒子流量的部件以及在隧道显微镜中控制吸收部件附近粒子流动的部件的装置，晶体管中装配有受发射源端和另一吸收源端控制的粒子束的输入/输出部和控制粒子束流的部件，并且存在具有通过吸收入射粒子的次级粒子的发射源端和/或发射次级粒子的吸收源端的光电装置。装置、晶体管和光电器件中的这些操作的公共部分是在许多领域中使用的元件。
由于已经通过元件的粒子束具有更好的S/N比例，可以更确切地确定暴露于粒子束或发射粒子束来源和/或被粒子束或发射粒子束来源照射的物体的物理化学性质。此外，可以减少暴露于粒子束和/或被粒子束辐照的样品的辐照损伤，并且还可以更多地减少在低温温度下制造高质量材料所需的能量。
此外，通过这些元件，由于具有用于吸收源端和发射源端之间的电子和空穴的扩散流的输入/输出控制装置，晶体管控制该输入/输出控制装置，并且燃料电池中氢、氧等离子，不言而喻，由中性或离子化的原子和分子的催化作用控制，该催化作用对于包括外部辐射线的外部噪声的响应性和耐久性比常规催化作用等快得多。并且在低温下也可以比常规晶体管等更多地减少控制所需的能量。
本发明通过复合控制而不引起较差的S/N比例，并且不会使如热电子束发生器的阴极部分过热，本发明降低由于在低能量粒子发射或吸收端过程中引起的粒子数量分布引起的错误，和/或粒子束的角度方向以及动能分布引起的错误，由于元件的组成原子和/或分子，并且选择性地由于它们的热量导致的错误，这使得元件(此后，如在技术领域中，元件由基本元件表示)控制低能量粒子的发射和吸收，大大抑制了例如高量子效率和自旋极化对S/N比的影响。通过使用装置、由多个基本元件构成的模块和由装置组成的系统，节约地构建模块和/或由基本元件构造组成的基本元件模块。
{技术方案}
常规粒子束需要热源以便产生粒子束，并且不会减少它们到发射源端的移动部分中的热能。由于粒子束的发射和吸收源端的面积值大，由于粒子束等的控制，粒子束的S/N比例变得越来越差。
在由晶体管等制成的电子器件中流动的电子或空穴的发射源或吸收源，由导体或半导体等制成，例如，在热电转换元件中流动的工作物质的发射源或吸收源是导体、半导体、宏观量子系统等，或例如金属纳米簇等的反应和/或生成物种的发射源或吸收源是金属纳米簇等。粒子的发射源或吸收源的类型大大不同。
在粒子束粒子流动的粒子移动部分中，粒子束流汇聚在一起，与其他粒子束混合，通过形状处理改进和/或通过化学反应改变，被来自外部材料的粒子移动部分的外壁所保护，形成例如反应和产生物质等和外部扰动的害处。上述汇聚、混合的改进，形状处理和/或化学反应可以通过外壁随时间变形来保护。粒子束发展的原子和/或分子等的聚集被定义为组件。
在结构相变和/或错位等的情况下，例如组成、结构、布置等在组件中不发生大的变化，在一定形状的外壁中装配的粒子束的粒子的允许的能量状态由量子力学决定。
粒子束的粒子在允许的能量状态下分布，如果允许的能量状态的能量区间较宽，则粒子难以在状态之间改变(参见数学式1至数学式3)。此外，晶界、柱状层状多孔结构、层状结构等的高速扩散路径，或形成的诸如聚合物电解质膜(PEM)或细胞膜的外壁，使得粒子束的运动限于一个方向。
如上所述的基本元件的外壁中的粒子束，其几何形状的特征在于长度L平行于粒子束的流动方向，并且横截面S垂直于流动方向。在外壁中
-配备有与各个粒子束对应的发射源或吸收源的结构材料。
由于粒子束由中性原子和/或分子组成，在外壁上
-装配有允许通过粒子束汇聚和/或与其它粒子束混合，和/或通过粒子束的形状处理和/或通过与其它粒子束的化学反应来改进粒子束的部件，以及装配与这些部件相关的结构材料。
-由于组件的S随着时间变化，所以装配有改变外壁形状的结构材料。
-制造具有更好的改进的S/N比的低能粒子，而且组件的长度L包括如上所述的改进。
顺便提及，上述部件为零或更多。在此，为了简单起见将它们称为改进部件。
在“背景技术”中，作为路径上的粒子束的变型例子，对电气部件中的场效应晶体管、晶体管等进行了描述，然而，根据本发明的原理，一个或更多实施例说明为在改进部件中的粒子束的实施例，并且旨在在说明书中示意性地示出实施例。虽然这些构思的实施例重点在于描述本发明的本质，但是它们当然不旨在确定本发明。
如果需要，在发射源和/或吸收源和/或每个组件的改进部件处的临近反应场，
-用于发射源和/或吸收源端和/或与反应场接触的改进部件的表面的导电涂层，或者由致动器控制的粒子和粒子束的屏蔽结构材料，
-用于精细调节调节板的致动器，其机械地控制反应场中存在的反应和/或产生的物质，所述反应场位于发射源或吸收源和/或改进部件的临近表面，
-临近的每个反应场、静态电场和/或磁场和/或动态电磁场源，其控制反应和产生的物质以及其流动，
-加热外壁上的部件，以便消除发射源和吸收源或者氧化、毒害的改进部分上的污染物，
-去除部件，以便从反应场中消除不必要产生的和/或未反应的物质，以及
-在燃料电池中的催化剂层发生的各种催化反应或氧化还原反应中产生大量的产物。基本元件对应于各自生产的和原始的物质，以使生成的产物成为零个或更多个粒子束，
以上均装配。
多个基本元件，在一些基本元件中，上述相应的零个或多个粒子束到达其发射源和/或从发射源发射到其每个相应的目标反应场，作为其相应的最小距离中的目标反应物质，而且在其它基本元件的最佳空间布置中，其中远离每个目标反应场的生产的和原始的物质不彼此相互作用，并且上述相应的零个或更多个粒子束以及每个相应的基本元件中离开束流的生产的和原始的物质，其中S和L使其粒子束的S/N比优化，被定义为装置，
在装置中
-通过在每个基本元件的外壁上、在装置的外壁上使用夹紧和支撑和/或连接构件，使许多数量的基本元件一起放入装置中，因此具有轻质和/或有效的支撑和/或连接构件，
-面向靠近对应于偶联反应、置换反应、齐格勒-纳塔催化剂、晶体管、燃料电池、蓄电池、电池等装置的反应场，装置中的多个组件用零根或多根导线连接。在仔细处理与外部世界中的外部负载和/或电流和/或电压源连接的零个或多个引线时，模块是由基本元件、装置和/或多个基本元件和/或装置组成。
在模块的外壁上
-装配有轻质和有效的支撑和/或连接构件，以及在基本元件的外壁上装配的支撑和/或连接构件是轻质的并且高效的。
-高级模块，其由具有与零个或多个外部负载或电流源或电压源的连接器连接的许多引线的多个模块制成，多个高级模块被制造成更高级的模块……，然后通过使用在每个基本元件的外壁上的支撑和/或连接构件来制造系统，这些支撑和/或连接构件是轻质的并且高效的，
期望上述模块的外壁上的支撑和/或连接构件优选地与基本元件，装置和系统是共同的。
在“背景技术”中，已经描述了由电子部件、热电转换元件、燃料电池、电池、电子枪等制成的催化反应系统、场效应晶体管或其它类型的晶体管等，根据本发明的原理和说明书，一个或多个实施例阐述了这些相应的装置或模块，示意性地示出了这些实施例。本发明的概念性实施例重在强调本发明的实质，而不是旨在限制本发明。
上述外壁和组件是基本元件，控制粒子束流限制在基本元件的外壁中的设计可以分类如下。
a.对于轻质粒子，例如电子、空穴等，当垂直于粒子束流的外壁的横截面变成外壁的更窄的形状时，并且粒子束中粒子的未占据状态和占据状态之间允许的能量状态的间隔比基本元件的热能更宽，因此由于热能，粒子不太可能在未占据状态和占据状态之间发生跃迁。因此，粒子的运动是拟一维的，粒子几乎不散射。
b.对于比电子或空穴等质量更重的粒子束粒子，当在由外壁限定的组件中垂直于粒子束流的粒子运动远小于平行于流动的粒子束运动时，粒子束的粒子运动变为拟一维，然后，粒子束的流量变为最大。
c.沿着高速扩散路径移动的粒子束，例如在纳米材料中的扩散，它们在柱状层多孔结构，薄片等结构中移动，在聚合物电解质膜(PEM)或细胞膜等中移动，并且除了对基本元件的辐射热有贡献的粒子以外的其它粒子处于包括湍流的气体和/或液体状态，粒子束的粒子变为拟一维，然后粒子束的流量变得最大。
d.类似于电子枪，在原子或分子的粒子束中，除了粒子束中的原子和/或分子之外的其它原子和/或其它分子被去除。垂直于粒子束流的动能分布比热能的分布更加狭窄。这使得粒子束的流量最大。
上述a～d中的组件可以如下设计。
a.其中粒子束在纳米或更大尺寸的基本元件的整个内部中流动的组件假设为晶体结构。
在包括杂质、原子和/或分子的扰动、以及存在于晶体结构的界面中的无序的组件中，其中晶体结构临近接触两个保护和分离粒子束远离外部世界等的外壁的内部部件，以及组件的热运动使得粒子束中的粒子的允许能量水平具有复杂的宽度。
在仅被热运动干扰的组件中，即使与垂直于粒子束流方向的横截面的外壁的内部部件接触的组成原子和/或分子的结构也是无序的，粒子束流的粒子所允许的能量状态完全由量子力学决定。
具有平行于拟一维冲击传导流的长度L并具有其横截面S垂直于长度L的基本元件的组件的最低能级确定S值，在其中心存在粒子的可能性大，并且其中最低能级不太容易受到在横截面周围的组成原子和/或分子的无序的影响。
如果在L和S尺寸的组件中移动的粒子束中粒子的未占据状态和占据状态之间的间隔大于基本元件的热能，则在粒子束中粒子的能量状态比组件中的粒子束中粒子的能量状态具有更好的S/N比，S的平方根超过纳米级。
在组件中的粒子移动部分处，彼此相互作用并且具有格子振动等的粒子束的粒子处于扩散传导中，但是横截面区域变窄使得粒子束中粒子的运动处于拟一维运动。
在横截面区域变得更窄并且平行于长度L移动的粒子的衰减系数比其小一个或更多个数量级的情况下，粒子束可以处于拟一维冲击传导中。在横截面周围的组成原子、分子等杂质在冲击传导中对粒子束的影响可以忽略不计，因此进一步提高了S/N比。
因此，纳米级或更大的组件中，杂质浓度c出现并且其中对于例如氢、电子、空穴等，组件的最佳设计如下
a-1.设置组件的形状为某几何形状。
a-2.设置构成组件的原子和/或分子和空穴的杂质原子和/或分子的不同种类和各种混合比例，以及用于上述设定组件的几何形式的每个位置矢量在此，是包括除了粒子束之外的时间t处的组件中的杂质和空穴在内的所有物质种类之一的位置矢量，
{数学式8}
在此，V是组件的几何体积。
a-3.将量子力学应用于在a-2描述的组件，并且根据L和S函数确定能量状态。
a-4.由于组件的热量超过从a-3描述的粒子束中粒子的能量状态数倍，根据粒子束中粒子的分布，在拟一维系统中的粒子的波函数Ψ，取决于包括空穴的组成杂质原子和分子的配置，除了粒子束的粒子呈现为exp(-x/ξ(c，T))或随着衰减系数ξ(c，T)或衰减。在此粒子束中粒子的传导变量的绝对值表示为x。在拟一维系统中粒子束的二次或更多相关波函数还取决于由组件的热量引起的粒子束的分布，并且以Ψ相同的方式衰减。那些波函数的衰减系数是
a-5.为了确定基本元件的操作温度内L和S的条件，ξ(c，T)，和L的关系满足以下条件：在{数学式3}中ξ(c，T)以及和此外，L和S的值也在混合速率c和T的情况下被确定以适合组件。
a-6.包括上述a-2中的组件中的空穴的原子和/或分子的杂质的混合比，和包括除粒子束的粒子以外的空穴的杂质原子和/或分子以及外壁中的所有支撑和/或连接构件一点一点地改变，在每次改变时，以相同的方式进行上述a-3至a-5程序。原子和/或分子和杂质原子和/或分子的多样性的优化包括构成更大纳米级尺寸的组件的空穴。
a-7.在具有以上a-1设定的组件的初始几何形状中，粒子束的粒子是包括对粒子束的粒子影响的电和/或磁粒子，所述粒子受到电磁场的空间时间变化的影响，其中场源被设置在改进部分中，不仅L和S值沿着拟一维长度L改变，而且组件的几何形式会变化并且组装成最佳组件，以抑制S/N比例。
在上述b中，将沿着L的方向作为X轴方向，并且由扩散粒子的依赖于时间浓度Cd(x，t+τ)的平衡，得出扩散方程和主方程，该扩散粒子位于垂直于L的平面内，位于X轴的位置x，时间t+τ和位置x-X时间t的浓度Cd(x-X，t)。在扩散粒子处于准冲击传导流的情况下，除了粒子之外的其它构成粒子仅以比热振动更多的运动而不是在气态和/或液态的运动中运动，通过使用依赖于时间的扩散粒子浓度Cd(x，t)，最佳纳米级或更多几何形状的组件的设计如下，
b-1.设定构成粒子的种类，其在组件中不是准冲击传导流，并且其是包括空穴的杂质原子和/或分子，并且设定在准冲击传导流条件下每个扩散粒子与除该粒子之外的包括空穴的净组成原子和/或分子的混合比例cM(t)。
在此，
{数学式.9}
表示扩散原子和/或扩散分子，以及除粒子之外的包括组成空穴的杂质成分的原子和/或分子的依赖于时间t空间位置矢量。值的时间变化大于上述情况a中的时间变化。
b-2.设置组件几何形状的L和S值。为所有组成原子和/或分子等的几何形状设置空间位置，包括在组件中拟一维移动的扩散粒子。
b-3.注意扩散粒子的位移由组件的L和S限制，由于移动的拟一维方向平行于X轴，注意的扩散粒子W(X，τ)的分配函数的分量X。扩散粒子在平面x和时间t+τ的浓度Cd(x，t+τ)，其中的一些扩散粒子位于时间t的X＝x平面中，因此Cd(x，t+τ)是
{数学式10}
这里，对所有X进行求和。
b-4.使用τ＝0附近的Cd(x，t+τ)和X＝0附近的Cd(x-X，t)展开，从下式确定Cd(x，t)的变化率。
{数学式11}
此处为简化表达式将Cd缩写为：
{数学式12}
Cd≡Cd(x,t)
且Cd随时间t和平面X＝x而不同。
b-5.在现象学反应理论中，第i-th个粒子的流量Ji和引起Ji的广义热力学力xi之间的关系由数学式4表示，一旦粒子束粒子对用于由X2ave表达的粒子束粒子分散运动产生影响，移动除粒子外的其他粒子的影响因此与粒子束粒子的扩散系数相关。
b-6.上面数学式11右手边的第三个或更多项。一旦粒子传导，其中每一项是除粒子束粒子的影响效应，且其中每一项表示为X3ave、X4ave或…，作为除粒子束粒子外粒子在粒子束中高斯分布的偏差。
b-7.在上述b-1中设定组件的初始几何形状的粒子束粒子带电或磁化的情形中，包括从组件的初始几何形状，通过改性部件上电磁场对它们的作用随时空而变化，不仅L和沿L位置随时间变化的S值，而且组件的几何形状都改变以进行优化。
在上述c中，
c-a，在高速扩散路径的形状等限制在由L和S表示的外壁内的基本元件中，该组件具有粒子束收集器，其沿着高速扩散路径L在中空茎状体中通过垂直于受限在外壁内的L的横截面拟一维地传导，但是除粒子束粒子外的其他粒子通过热振荡而处于气态和/或液态。
c-b.在其中柱状层多孔结构、层状结构等在L和S的组装中保持自身与L平行排列的基本元件中，组件由在这样如上c-a所述平行于S布置的柱状层、层状结构等中由柱状或板状收集器构成。粒子束拟一维地沿L传导，然而，除粒子束粒子的粒子通过热振荡而处于气态和/或液态。
c-c.在其中L和S组件的外壁是聚合物电解质膜(PEM)、细胞膜等的基本元件中，由于基本元件的材料保持膜结构，然而，保持粒子束粒子沿L拟一维地传导的材料和基本元件类似材料、沿L拟一维地传导的粒子束和除粒子束粒子的其他粒子通过热振荡而处于气态和/或液态。
在上述c-a～c-c中描述的基本元件中，用于粒子束粒子、由例如与其他原子/分子化学键合的相关粒子构成的微粒子的浓度Cd由数学式12求出。此外，除粒子束粒子的粒子抑制其对组件S中S/N比例的影响和沿L的拟一维方向可通过求解数学式11估算，并在L和S处考虑边界条件。
在每个组件沿L的方向上，用于具有设定能量E的粒子束粒子群中的各粒子的条件，其中除粒子束粒子的其它粒子抑制其对沿拟一维方向最大地传导的S/N比例的影响，和用于每个组件的纳米级或更多级最佳设计的那些粒子是：
c-1.由于粒子束受上述c-a～c-c中描述的外壁、柱体、板件、部件等散射，粒子束和除粒子束的粒子之间以及粒子束粒子之间散射和干扰、可以估计沿拟一维方向路径来自靶路径的粒子束粒子的偏差。
c-2.根据使用流变学的流体和根据通过气体理论和/或液体理论包括湍流流体的气相和液相，从粒子束构成的组中建立的粒子能量E沿拟一维方向路径传导的能量传播(ΔE)＝(ΔE⊥)+(ΔE||)以及比率ΔE/E由弹性体中的弹性变形确定。此外，ΔE||是从每个平行于拟一维方向的粒子传导的能量，ΔE⊥是垂直拟一维方向的能量。此处，A是受外壁影响的组件中的所有粒子分布上物理量的平均值。
c-3.因为当E较小时，ΔE||/E和ΔE⊥/E增大，如果粒子束粒子具有电荷和/或磁荷，包括由于改性部分上设置的依赖于时空的电磁场对粒子束粒子的影响，不仅S根据时间和/或封闭所有粒子束粒子位置的位置L变化，而且组件的形状也最好改变，以便减小其对ΔE||/E和ΔE⊥/E的S/N比例的影响。
在上述d中，粒子束的分散运动仅由数学式11中的浓度Cd决定。具有纳米级或更多级数L和在位置L处S的空间-时间变化的组件的最佳设计是：
d-1.每个粒子能量最初具有的能量E的粒子束粒子之间的相互作用和粒子束粒子和外壁之间的相互作用，
d-2.如果粒子束粒子具有电荷和/或磁荷，粒子束粒子通过随空间-时间变化的S和/或改性部分内的电磁场围绕其平衡轨道振动，
d-3.以如上述c-2中所述相同的方式，ΔE＝ΔE||+ΔE⊥与E的比值，即在包括宏观量子系统的组件中的ΔE/E通过量子力学、经典力学、热力学、统计力学等确定，
d-4.以如上述c-3中所述相同的方式，E越小，ΔE||/E和ΔE⊥/E增加越多。此处A表示受外壁影响的组件中粒子束粒子物理量的平均值。
d-5.优化用于在包括根据时间-空间的组件形式的组件中电和/或磁和/或中性带电粒子的分布的变化以抑制其对ΔE||/E和ΔE⊥/E的S/N比例的影响
通常，组件不能明确地在上述a～c中分类。此外，例如a～c以及d中的纳米级或更多级组件的上述优化设计仅仅是实施例，上述优化的设计随着计算机模拟开发一起改变，并且不旨在被固定。
对于通过组件10和/或来自图1中的外壁的发射源端到吸收源端的粒子束粒子，由于组件装备有较小的横截面11，所以权利要求1实际上使得因组成材料立体结构晶格或组成的紊乱和/或基本元件的热量而不易对S/N比例产生影响的粒子束粒子从发射源端发射或从吸收源端吸收、释放到其他组件和/或反应场、或从其他粒子束的组中以良好顺序吸收粒子。
根据本发明原理，在不易对S/N比例造成影响的基本元件示例中，附图和说明书一起，旨在简要地、清楚地、示例性说明这样一种或多种构成该说明书的实施方式。附图中省略示意外壁，外壁中的发射源和/或吸收源端、改性部分、电磁源、机械部件等，外壁中的支撑体和/或连接部件和/或与其他基本元件或其他部分相关的反应场等，且其中，基本元件仅主要例示观察了组件。虽然本发明的以下示意图重点解释了本发明的原理，但是当然其不旨在限定本发明。
反过来，例如磷灰石型镧硅氧化物的原子、离子和/或分子的高速扩散通道或柱状层多孔结构仅可以通过由具有中空茎突结构的空间构造构成的组件中的中空茎突结构移动。可能的是，构成组件的材料和粒子束粒子之间的相互作用使得粒子束具有选择性流动。如图2所示，在改性部分中构成组件的材料粒子可以改变组件的厚度和/或组成原子和/或分子的组成，从而可能改变组装中移动的粒子和/或调节其流量。
拟一维的组件30的形状随粒子束粒子的种类变化。如上a所述，对于电子和/或空穴，每个热噪声的程度依赖于围绕组件横截面的紊乱度和基本元件的温度。
横截面面积的平方根越小，即使基本元件的温度是室温，也由于热噪声的发生，从电子和/或空穴的最高状态到相应的最低状态的转变越少，如果电子和/或空穴处于宏观量子态，则基本元件的S/N比例进一步提高。
如上b所述，对于作为原子、离子和/或分子的粒子，由具有中空茎状结构的空间结构构成的组件30中粒子束粒子之间和/或除粒子束的粒子、外壁的粒子、改性部分的粒子和通过其他基本元件的粒子束粒子等之间的相互作用力使得其自身基本元件的信噪比改善。
如上c所述，在中空茎状结构直径较大的情况下，中空茎状结构中的流体也通过考虑包括湍流的层流来控制。因此，可以降低装置冷却维护的能量消耗。在粒子束粒子是带电粒子的情况下，通过建立在发射源端和/或吸收源端上的突起31，与其对立的电极上或发射源端和/或与33对立的吸收源端附近电场附近电荷，由于靶电荷而扩大，此外，那些导致了粒子束粒子易于发射和/或吸收。
当粒子移动部件与发射源或吸收源端之间的温差较大时，例如：
1.通过使除组件30包括部件等的外壁环境真空或近似真空，除了辐射损失，热几乎不通过基本元件的结构向外传导，除了带电粒子的热能，抑制了从发射源端到吸收源端的热传导；
2.通过利用组件30中热电材料或热电转换元件，其中用于粒子束流体和/或粒子束发生在具有发射源和/或吸收源的元件中，多个基本元件的NEA或PEA的效应增加，
3.具有发射源和/或吸收源端的基本元件的催化效果等增加。
粒子改变其动量，但困难的是在与较大质量碰撞的情况下改变其能量。权利要求2的具体实施例的特征在于由于构成材料的立体结构和晶格的无序和基本元件的热量而更好地抵抗S/N比的低能粒子束粒子强烈地渗出到局部的和纳米级吸收端41，使得低动能粒子束粒子在区域43处与从射击粒子发射源44发射的射击粒子45相互作用。由基本元件制备的处于良好S/N比例的低动能粒子与质量大于低动能粒子质量的射击粒子45结合，以产生处于良好S/N比的结合的射击粒子的能量状态。
或者电荷转移发生，且电荷转移射击粒子和/或粒子束的流体以良好的S/N比产生。使用基本元件中处于良好S/N比的低动能粒子作为电子，处于良好S/N比的射击带电大粒子的电荷被中和，因此处于良好S/N比例的中性电荷的大的结合射击粒子即使在低动能也能获得。另一方面，对于具有高能量的电中性大的结合射击粒子，由于热能对于高能量来说是可以忽略的，因此其总是处于良好的S/N比。
使用原子、离子和/或分子作为粒子束粒子，电子、空穴、原子、离子和分子可以在基本元件中粒子移动部分的始猾点之后或起点之前与它们反应。权利要求3可通过控制通过组件的粒子束来控制反应。在多个基本元件在装置中采取空间布置的图5中，移动通过50和51中每个基本元件的组件的各种粒子束也可以彼此变化。在每个组件中具有中空茎状体，离子通过该中空茎状体传送并与膜54等的空穴和类似物接触。这使得各种粒子束选择性地移动通过组件。其中52和53表示每个材料可能会彼此不同，膜54使得粒子束选择性的通过。
虽然上述装置可以应用于聚合物电解质膜(PEM)+阳极催化剂层的多孔支撑层，但是为了完全理解与图5中上述描述中的权利要求相关模型的各个方面，必要的是，通过各种实施例在发射源端和/或吸收源端形成的端表面的变形、反应场的变形和/或温度变化、作用于反应场的电磁线圈的振幅变化、与反应场接触的发射表面端和/或吸收表面端的涂层和/或材料、用于控制反应场中的反应和/或产生的材料的机械板致动器，由基本元件、模块和装置组成的复合结构以及考虑外部负载等设计的用于系统等的优化纳入了考虑，此外，考虑基本元件的辐射热、保护及其类似物、装置、包括模块上级类型的模块以及系统等而设计的用于系统等的优化进行了描述。然而，这样的具体描述旨在针对每个单独情况，并且不应该根据包括下面描述的权利要求的权利要求书而限制本发明。
权利要求4能够允许，通过基本元件的组合，基本元件的组合改变了基本元件的各自原始功能和/或具有来自其基本元件功能的其他功能。一对基本元件的组件和另一组件不需要一对一的结合，也可能基本元件的一些组件与用于多重对应的多个其他基本元件的组件结合。此外，由于移动通过每个组件的粒子束种类可能在其运动途中改变，因此基本元件的组件不需要与另一个基本元件的组件以一一对应的方式对应。
权利要求5的特征在于，在移动通过图6中粒子运动部件60的粒子束粒子中，在到发射源端或吸收源端61的途中靠近修改部分的空间上较小的位置的电磁场产生部分62可能控制粒子束粒子的物理和/或化学性质。使用用于62的电场产生源，可能的是控制带电粒子束的电压-电流特性。使用用于62的磁场产生源，在磁性原子添加到组件的粒子束流体部件中并且这些磁性原子的自旋在磁场中对准的情况下，可能的是通过改善粒子束粒子的自旋极化比旋转来提高量子效率。并且还可能的是通过在用于连接基本元件的发射源端和另一基本元件的吸收源端的横截面积的几平方纳米的程度中产生的浓度梯度场来控制粒子流体扩散或粒子自旋。
发射源端和/或吸收源端31被带电粒子等污染和/或变形。通过将源加热部件布置在31附近的33中，可能的是通过使用发射源端和/或吸收源端31来减少原子和分子的吸收以及变形。
在发射源和/或吸收源用作具有良好S/N比的粒子束源的情况下，在权利要求6中，可能的是构建仅需要粒子束控制部件并且比常规元件具有更高响应性和更好S/N比的装置。并且通过降低用于冷却装置的能量消耗，可通过连接线来提高将串联或并联模块或其装置的复杂阵列与外部世界中负载结合的系统效率。作为这样的装置，光电面、热电装置、晶体管、二极管、冷阴极管、燃料电池等被考虑。此外，可以考虑将装置并入模块和/或系统中。
由如权利要求6所述由基本元件的串联、并联或串联和并联的复杂混合制成，装置给它们施加被移除基本元件中粒子束的控制部分的基本元件或者装置由具有或不具有权利要求6中粒子束的控制部件的基本元件和除权利要求6的常规元件制成的装置的情况被考虑。
显然，根据本发明的范围和精神，结合那些装置、装置和其他基本元件的模块也被构造。因此，仅根据常规基本元件，系统能够由具有比包括模块的系统更小的S/N比影响的低能粒子发射源和/或吸收源制成。显然，提供由基本元件、模块和系统构建的用于实施的装置可能用于多数实施方案。
权利要求7使得通过使用与粒子储存器相连的基本元件吸收粒子储存器中的粒子或从粒子储存器通过与粒子储存器相连的基本元件释放粒子成为可能。因为此处使用的基本元件具有良好的S/N比，因此上述系统的能量效率较高。
除非特别地提出警告，任何本发明说明书中的致动器、模块和系统对本发明并不是非常重要的或关键的。
本发明的有益效果
本发明可以通过降低发射源端或吸收源端的横截面积而减少基本元件的热对S/N比的影响。因为如果发射源端的面积非常小，发射的电子流体可受偏置电流控制，且用于大量基本元件的发射源端可彼此紧密地布置，那么所需在室温下运作冷却系统的能量消耗的减少可被用于更重要的负压控制电极的能量消耗，且系统也能够具有快速的响应。此外，通过在组件的拟一维系统中添加磁性原子或分子，可得到具有较少受外部磁场的电子自旋去极化的高电子极化率和高量子效率。
工业应用
量子计算机中使用的双量子点具有额外电子通道位于两个量子点之间的稳定电荷状态(Phys.Rev.Lett.91,226804-2(2003))。两个量子点通过施加脉冲到基本元件的设备被控制。通过快速地完成此工作，可提供基本元件快速的响应。
附图说明
图1连接有基本元件发射源或吸收源的组件
图2连接有基本元件发射源端或吸收源端的组件
图3具有发射源端或吸收源端的基本元件
图4具有带有射击粒子源的发射源端或吸收源端的基本元件
图5具有发射源端或吸收源端的基本元件
图6带有控制组件的发射源端或吸收源端
附图标记列表
10 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
11 组件的横截面
20 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
21 用于粒子束粒子的发射源端
22 用于粒子束粒子的吸收源端
30 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
31 用于粒子束粒子的发射源或吸收源端
32 用于粒子束粒子的吸收源或发射源端
33 用于粒子束粒子的发射或吸收源端的反应场
40 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
41 用于粒子束粒子的发射源或吸收源端
42 用于粒子束粒子的吸收源或发射源端
43 用于粒子束粒子的邻近发射源或吸收源端的反应场
44 用于射击粒子的发射源
45 射击粒子
50 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
51a，51b，51c 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
52,53 粒子调节部件
54 组件和调节部件之间的界限
60 粒子移动部分中用于粒子束粒子的组件
61 控制部件
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