Дмитрий Соколов - Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Читать онлайн «Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий». Страница 11

Автор Дмитрий Соколов

Второй вариант формирования зондов также использовал элементы нанотехнологии для выполнения нитевидных кристаллов 4 разной формы: конусообразной, изогнутой, Т-образной (не показаны) и различные их покрытия. Кроме этого, были использованы традиционные микроэлектронные технологии формирования зонда 2, откуда начинается рост сенсорного элемента [8].

Следовательно, даже если при использовании в высокотехнологичных устройствах нанообъектов «нанопризнаков» очевиден технический эффект, целесообразно по возможности приводить варианты их исполнения в сочетании с дополнительными, как обыкновенными, так и высокотехнологичными признаками.

Литература

1. Liu X., Lee С., Han S., И С., Zhou С. Carbon nanotubes: synthesis, devices, and integrated systems. – Molecular nanoelectronics. American Science Publishers, 2003, p. 120.

2. Bonard J.M. et. al. Field emission from carbon nanotubes: the first five years. – Solid Etste Electronics, 2001, v. 45, p. 893–914.

3. Неволин В.К. Зондовые технологии в электронике. – М.: Техносфера, 2005. – 148 с.

4. Патент US3622828. Flat Display Tube with Addressable. 23.11.1971.

5. Заявка RU2009100269. Усилитель-преобразователь. 11.01.2009.

6. Aristov Y.Y., Kislov Y.A., Khodos 1.1. Direct electron-beam-induced formation of nanometer-scale carbon in STEM. – Microsc. Microannal. Microstruct, 1992, 3, p. 313–321.

7. Патент RU2220429. Способ формирования сенсорного элемента сканирующего зондового микроскопа. 22.05.2000.

8. Патент RU2249263. Многозондовый датчик консольного типа для сканирующего зондового микроскопа. 26.09.2003.

Глава 7 Высокотехнологичные комплексы, объединяющие разные области знаний

Создание оборудования и технологии, включающих достижения различных областей знаний, часто приводит к интересным результатам при относительно небольших интеллектуальных и материальных затратах. Дело в том, что когда поиск новых решений идет в рамках одного направления, то чаще всего эти решения возникают при усложнении известных систем. В случае объединения двух разных технологий новое может возникать автоматически, при этом сами технологии берутся практически готовыми либо слегка адаптированными друг к другу. То есть, каких-либо особых трудностей при разработке новых комплексов на основе известных устройств и способов из разных областей обычно не возникает. А вот их патентование – далеко не простая задача. Пример этого хорошо иллюстрирует объединение криотома и сканирующего зондового микроскопа. Криотом – это устройство, в котором образец замораживается при азотных температурах (—190 °C), после этого осуществляется его срез. Далее по стандартной технологии образец со срезанной поверхностью помещают в жидкий азот, переносят в растровый электронный микроскоп и устанавливают на предметный столик. После этого, вакуумируя рабочий объем микроскопа, производят измерение срезанной поверхности образца. Данный процесс долог во времени, достаточно сложен, а сама измеряемая поверхность образца может претерпеть изменения от момента ее среза до начала измерения. Эти недостатки были устранены в патенте [1], где были объединены криотом и СЗМ. Внутри криокамеры 1 (рис. 7.1) с ножом 2 и образцом 3, расположенном на подвижном элементе 4, был установлен СЗМ 5 с зондом 6. В данной конструкции измерение срезанной поверхности образца 3 может проводиться сразу после его среза, подведя зонд 6 устройством предварительного сближения 7 к зоне измерения на образце 3.

Это устройство получилось довольно простым и имело явный положительный эффект, заключающийся в повышении достоверности измерений и их упрощении. Однако такое объединение двух известных устройств может рассматриваться экспертизой, как использование известных устройств по известному назначению. Конечно, имеется сверсуммарный эффект от их объединения (повышение достоверности измерений), но это надо доказывать, поэтому лучше поступить следующим образом.

Рис. 7.1. Криотом, совмещенный с СЗМ:1 – криокамера, 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – передаточный механизм

Во-первых, при объединении двух различных устройств в одном комплексе они могут претерпеть некие изменения, которые вполне могут оказаться отличительными признаками, достаточными для выполнения критериев «новизна» и «изобретательский уровень». Во-вторых, можно попытаться известные признаки первого устройства использовать в работе второго и наоборот, что и было реализовано в патенте [1]. В криотоме существует подвижка 8 ножа 2 относительно образца 3, чтобы осуществлять каждый последующий срез на вполне определенную толщину. При этом шаг этой подвижки составляет величину в несколько десятков нанометров. Такой же шаг необходим и в СЗМ для предварительного сближения зонда 6 и образца 3. Для взаимного использования признаков было осуществлено объединение подвижки 8 и устройства предварительного сближения 7 посредством передаточного механизма 9. В результате этого объединения устройство 7 можно делать другим: например, с малым перемещением и высокой точностью либо вообще его исключить, упростив комплекс и повысив, соответственно, его надежность.

Дальнейшая модернизация этого комплекса в рамках уже общих законов развития традиционного оборудования может происходить за счет его усложнения с приданием ему дополнительных функций. В патенте [2] подвижный элемент 4 (рис. 7.2) после осуществления среза объекта 3 ножом 2 механически соединяется с СЗМ 5 соединительным элементом 9, в результате чего в процессе измерения уменьшаются нефункциональные перемещения зонда 6 и образца 3 друг относительно друга и, соответственно, повышается точность измерения.

В патенте [3] зона измерения образца 3 (рис. 7.3) и зонд 6 сопряжены с модулем функциональных воздействий 9, расширяющим возможности комплекса.

Рис. 7.2. Микротом, совмещенный с помехозащищенным СЗМ: 1 – корпус; 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – соединительный элемент

Рис. 7.3. Криотом, совмещенный с модулем функциональных воздействий:

1 – криокамера; 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – модуль функционального воздействия

В обоих случаях патентование упрощалось тем, что не было необходимости выходить из-под действия первого независимого пункта патента [1]. Это оказалось возможным, так как патентовладелец у всех патентов [1, 2, 3] одно и то же лицо. Дополнительный вывод, который следует из вышесказанного, заключается в том, что при разработке новых направлений целесообразно делать быстрое патентование первичного решения, а потом, ссылаясь на него в качестве прототипа, оформлять следующие патенты. Дело в том, что если пытаться делать сразу зонтичные патенты, то из-за недостатка времени можно лишь слегка обозначить интересные направления, которые в дальнейшем, скорее всего, получат дополнительное развитие, а первичный зонтичный патент в этом случае может помешать дальнейшему патентованию.

Следующим примером объединения известных решений является объединение зондовых, электронных и ионных технологий. Были созданы комплексы, в которых высоковакуумные электронные и ионные устройства дополняются сканирующим зондовым микроскопом [4, 5]. При этом электронный микроскоп брался в неизменном виде, СЗМ в вакуумном исполнении также не было необходимости сильно менять. Технический эффект, который при этом возникает, обычно связан с расширением функциональных возможностей за счет объединения возможностей разных технологий. Кроме этого, в таком объединении чаще всего возникает новый продукт, который может служить аргументом для выдачи патента. Тем не менее, даже в этом случае можно найти элемент, адаптированный под объединенные технологии и подтверждающий новизну и изобретательский уровень комплекса. Этим элементом будет транспортная система, которая должна обеспечить передачу зондов и образцов в зону измерения.

В патенте [6] помимо использования транспортных систем 1 и 2 (рис. 7.4) возникла необходимость совмещения топологических рисунков при переустановке образцов 3. Для этого комплекс был снабжен системой совмещения 4. В комплексе могут использоваться блоки плазменной 5 и температурной 6 очисток, например, зонда 7 и образца 3. При этом модуль нанолокальных технологий 8 сопряжен с модулем формирования структур 9, модулем плазменных технологий 10 и загрузочным модулем 11. В каждом из этих модулей также может присутствовать и очистка, и совмещение, и транспортировка зондов и образцов.

Использование такого количества дополнительного оборудования, с одной стороны, облегчает получения патента. С другой стороны, объем материала при составлении заявок на такие решения может быть огромным. Это необходимо, чтобы доказать выполнение критерия «промышленная применимость». Чтобы объем заявки несколько сократить, можно все модули, входящие в комплекс, изобразить максимально условно и дать взаимосвязь между ними. Те модули, которые претерпевают изменения, выделить в зависимые пункты формулы изобретения и привести на чертежах с конкретизацией их исполнения. Известные модули описать кратко с приведением литературных ссылок на их конкретное исполнение.