Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Горизонтальная транспортная система в конкретном исполнении для зондовой микроскопии должна обеспечивать загрузку зондов и образцов в сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ). Специфика использования такого комплекса заключается в том, что зонды представляют собой иголки длиной 2–3 мм, имеющие диаметр 200–300 мкм, или кантилеверы в виде кремниевых чипов близких размеров. Для таких однородных по размерам объектов может использоваться один и тот же носитель. Образец же в зондовой микроскопии обычно более 10 мм в поперечнике и, соответственно, носитель для него будет иметь свое исполнение. Вторая специфика такой системы часто заключается в том, что один и тот же манипулятор необходимо использовать с одним и тем же пассивным захватом. Эти особенности и определили новизну и изобретательский уровень разработанной транспортной системы. Суть этой системы заключается в том, что первый штырь 1 и второй штырь 2 (рис. 10.1) захвата 3, предназначенного для перемещения носителя 4 образца 5, имеют зацепы 6 и 7, необходимые для извлечения носителя 4 и малогабаритного носителя 8 из рабочих позиций. При этом штырь 1 имеет плоское (в сечении) исполнение для отдельной транспортировки и ориентации малогабаритного носителя 8 зонда 9. Для наглядности на рис. 10.1 носители 4 и 8 повернуты на 90° относительно своего рабочего положения.

Транспортировка носителя 4 осуществляется, когда штыри 1 и 2 вставлены в первые отверстия 10, а транспортировка носителя 8, когда штырь 1 находится во втором отверстии 11, имеющем продолговатую форму. Более подробно работа этой транспортной системы описана в [1]. Новизна этого технического решения была обеспечена благодаря использованию одного манипулятора с минимальным набором степеней свободы для транспортировки разных объектов.

Вторая транспортная система должна передавать зонд и образец внутрь вакуумного криостата, причем манипулятор при линейном перемещении должен иметь активный захват, но без использования специального привода. Криостат при этом должен иметь вертикальное исполнение. Данная специфика также определила оригинальное решение транспортной системы, в которой активизация захвата была осуществлена благодаря использованию одной линейной степени свободы манипулятора.

Рис. 10.1. Горизонтальная транспортная система: 1

– первый штырь; 2 – второй штырь; 3 – захват; 4 – носитель образца; 5 – образец; 6,7 – фиксаторы; 8 – носитель зонда; 9 – зонд; 10 – первые отверстия; 11 – второе отверстие

Рис. 10.2. Вертикальная транспортная система: 1 – лапки захвата; 2 – захват; 3 – манипулятор; 4 – нерабочие концы лапок; 5 – возвратный механизм; 6 – зацепы; 7 – канавки носителя; 8 – носитель зондов и образцов