Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

При этом на каждом фрагменте 3 было сформировано по два внутренних электрода 4 и по два наружных электрода 5. В этом случае каждый фрагмент 3 приобретал возможность дополнительного изгиба в плоскости, близкой к его цилиндрической поверхности. При одинаковом включении всех четырех фрагментов 3 они осуществляли синхронный изгиб, а торец пьезотрубки 1 – поворот вокруг своей оси [7].

Следует заметить, что традиционный изгиб пьезотрубки 1 для перемещения в плоскости XYсохранился, более того, это перемещение еще и увеличилось за счет уменьшения влияния соседних пар фрагментов 3 друг на друга. То есть помимо нового эффекта (поворота) произошло улучшение и основных характеристик всего устройства (увеличение диапазонах– и Y-перемещения).

Вторая нетрадиционная задача для пьезосканера заключалась в обеспечении плоскопараллельного перемещения его торца. Это необходимо в том случае, если на пьезосканере, как и в предыдущем случае, закреплена линейка или матрица зондов и необходимо в процессе сканирования обеспечить постоянный зазор между ними и образцом. Решение этой проблемы нашлось благодаря использованию принципа ТРИЗа «наоборот». Первая 1 и вторая 2 (рис. 9.7) пьезотрубки, соединенные фланцем 3, управлялись таким образом, что их изгибы происходили в противофазе.

Рис. 9.7. Плоскопараллельный пьезосканер: 1 – первая пьезотрубка; 2 – вторая пьезотрубка; 3 – фланец; 4 – торец

Рис. 9.8. Пьезосканер на основе дисковых пьезобиморфов в обучающем комплексе Нано Эдьюкатор: 1 – первый пьезобиморф; 2 – второй пьезобиморф; 3 – корпус; 4, 5 – упругие торсионы; 6 – подвижный элемент

При этом наклоны их торцов компенсировались, в результате чего суммарное перемещение торца 4 осуществлялось плоскопараллельно [8].

Другой подход при разработке и патентовании основных блоков новых систем может заключаться в использовании сложно-составных решений. В патентах [9, 10] вместо пьезотрубки использовались пьезобиморфы 1 и 2 (рис. 9.8) ввиде дисков, закрепленных по периферии в корпусе 3. Центры дисков упругими торсионами 4 и 5 соединялись с подвижным элементом 6. Когда к пьезобиморфам 1 и 2 прикладывали напряжения, они принимали выпуклую форму и перемещали элемент 6 по двум координатам.

Технический эффект по сравнению с пьезотрубкой у такого пьезосканера был в увеличении диапазона перемещения.

Рис. 9.9. Схема двойного сканирования в нанолаборатории Integra: 1 —первый пьезосканер; 2 – образец; 3 – второй пьзосканер; 4 – зонд; 5,6 – плоскости торцов пьезосканеров