一种用于检测光子的装置，包括： 半导体；以及 不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、与跨越所述半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器，；其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，；所述第一电极从与所述半导体不接触的第一区域延伸到与所述半导体接触的第二区域，；其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联，；其中与所述第二区域相比，；所述第一区域进一步远离于所述第二电极。

作为一名经验丰富的专利代理师，我针对权利要求1中的技术特征C，结合目标专利（CN105765732B）说明书及提供的对比文件D1（US2007194357A）与D2（EP1737047B1）进行深度解析和比对。

### 一、 技术特征C的内涵解析（结合目标专利说明书）

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”。

**目标专利说明书解释：**

1. **构造组成：** 根据说明书第[0039]段，“等离子体激元生成器20包括与连续的导电材料23组合的光耦合器40”，并明确指出“连续的导电材料23是第一电极11的一部分”。

2. **物理形式：** * **光耦合器：** 可以是表面结构（如光栅），也可以是棱镜。第[0042]-[0045]段描述，光耦合器40可包括具有周期性d的表面结构25（如光栅），该结构由导电材料23上表面中的周期性模式（波动或通道21）形成。此外，第[0049]段提到光耦合器也可以是棱镜28。

* **连续的导电材料：** 第[0032]段指出，“连续的导电材料（诸如金属）可以用于提供连续的等离子体”。

3. **技术功能：** 这种组合的目的是将入射光子耦合到表面等离子体，并作为表面等离子体激元沿着连续的导电路径传输（见说明书[0027]、[0040]段）。

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### 二、 技术特征C的比对分析（D1与D2）

#### 1. 对比文件D1：US2007194357A

**公开内容分析：**

* **表面等离子体激元生成器：** D1在第[0031]段公开了一种光电二极管，包括“具有孔径的导电膜……以及围绕孔径设置的周期性结构，用于通过入射光在导电膜表面产生激发表面等离子体的谐振状态”。这种“导电膜+周期性结构”的整体构成了产生表面等离子体激元的装置，即等同于特征C中的“生成器”。

* **光耦合器：** D1第[0097]段明确提到，“入射光11激发金属周期性结构构件4中的表面等离子体，并与该表面等离子体耦合，通过周期性结构产生谐振状态”。此处的“周期性结构”（即同心表面不规则结构或光栅）起到了将光子能量耦合至等离子体的作用，属于特征C所述的“光耦合器”。

* **连续的导电材料：** D1第[0095]、[0099]段公开了“金属周期性结构构件4”，其由银（Ag）或金（Au）等金属膜组成，且第[0031]段称之为“导电膜”。该金属膜在物理上是连续的，且具有导电性。

* **组合关系：** D1第[0099]段说明“周期性结构由同心表面不规则结构组成，形成于金属周期性结构构件4中”。这证明了光耦合器（周期性结构）是直接集成在连续导电材料（金属膜）上的，符合“组合”的定义。

#### 2. 对比文件D2：EP1737047B1

**公开内容分析：**

D2与D1属于同族或高度关联文件，其技术方案基本一致。

* **对应特征：** D2第[0023]段同样描述了具有孔径和周期性结构的导电膜（conductive film），用于产生表面等离子体谐振。第[0054]段详细描述了由银或金构成的金属周期性结构构件4。其对“生成器”、“光耦合器”和“连续导电材料”的公开方式与D1完全一致。

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### 三、 技术特征比对表

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### 四、 分析结论

通过上述详细比对可以得出：

1. **对比文件D1（US2007194357A）单独公开了技术特征C：**

D1明确公开了利用“导电膜”作为“连续的导电材料”，在其上形成“周期性结构”作为“光耦合器”，二者共同构成了用于产生表面等离子体激元的装置（生成器）。D1第[0031]、[0097]及[0099]段的组合描述，已经涵盖了特征C中关于生成器内部组件及其物理组合关系的所有技术信息。

2. **对比文件D2（EP1737047B1）单独公开了技术特征C：**

D2在第[0023]段和[0054]段中以几乎相同的术语公开了上述内容。

**最终结论：**

对比文件D1和D2均**单独且毫无疑义地公开了**技术特征C。特征C所述的“光耦合器与连续导电材料组合”在D1/D2中体现为“在金属导电膜上加工出周期性光栅结构”，这一结构是该领域通过表面等离子体增强光电转换效率的通用手段，在对比文件中属于核心技术披露内容。

作为一名经验丰富的专利代理师，我针对目标专利 CN105765732B 的权利要求1，特别是**技术特征C**，结合说明书进行深度解析，并对比 D1-D4 的公开内容进行特征比对分析。

### 一、 目标专利技术特征C的解析

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”。

**说明书支持与技术内涵：**

根据目标专利说明书第 [0039] 段至 [0040] 段，以及图 4A-4C：

1. **构造组成：** 表面等离子体激元（SPP）生成器 20 并非单一构件，而是由“光耦合器 40”和“连续的导电材料 23”共同构成的组合体。

2. **物理实现：** 说明书明确指出“连续的导电材料 23 是第一电极 11 的一部分”。在具体实施方式中，光耦合器 40 可以是：

* **光栅结构：** 如图 4A 所示，在导电材料 23 的表面形成具有周期性 $d$ 的轮廓调制（波动或通道 21）。

* **棱镜结构：** 如图 4B-4C 所示，棱镜 28 与导电材料 23 接触或留有微小间隙。

3. **技术作用：** 该组合结构的作用是实现“波矢匹配”（说明书 [0050]-[0057] 及图 5）。光耦合器将入射光子的动量（波矢）通过周期性结构或折射率调制给予补充，使其能够激发导电材料表面上的 SPP，并沿着连续的导电路径（第一电极表面）传输至半导体接触区。

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### 二、 对比文件针对特征C的公开情况分析

#### 1. 对比文件D1/D2：EP1737047A1 / CN1965414A

（注：D2 为 D1 的中文同族专利，以下引用 D2 原文详述）

* **详细出处：**

* D2 说明书【解决问题的方式】第 [0022] 段：“……一种光电二极管包括：导电膜，其具有……配置在小孔周围的**周期性结构**，用于借助膜表面的入射光通过导电膜的膜表面中**受激发的表面等离子体激元来产生共振状态**”。

* D2 说明书【实施本发明的最佳模式】第 [0053] 段：“**金属周期性结构部件4**由具有较小等离子体激元损耗的诸如银或金的材料构成……以小孔为中心在金属周期性结构部件 4 中形成由**同心的表面凹凸构成的周期性结构**”。

* **分析结论：**

* D2 公开了“金属周期性结构部件4”，其材质为银或金（属于**连续的导电材料**），且其表面具有“同心的表面凹凸”（属于典型的**光栅式光耦合器**）。

* 该部件的作用明确为激发表面等离子体激元。因此，D2 实质公开了特征 C。

#### 2. 对比文件D3：US20070235635A1

* **详细出处：**

* 说明书 [0024] 段：“The device also includes a **structure** associated with the first array and the second array for **resonantly coupling** between the incident optical wave and a local electromagnetic resonance... **local surface plasmon wave**.”

* 说明书 [0149] 段：“The substantially regular pattern of the electrodes of the present invention represents a **grating-like structure**.”

* **分析结论：**

* D3 的金属电极阵列本身被设计为“类光栅结构”（光耦合器），且电极由金（Au）等金属（连续导电材料）制成。

* 其通过电极的几何形状（光栅）与金属材料组合来激发 SPP，完全对应特征 C 的组合结构。

#### 3. 对比文件D4：US20090040507A1

* **详细出处：**

* 说明书 [0034] 段及图 3：公开了 conductive layer 8 结合 a stack 42 of dielectric layers（介质层堆栈）。

* 说明书 [0052] 段：提到“configured in an analog to a distributed Bragg reflection (DBR) stack”。

* **分析结论：**

* D4 虽然涉及 SPR 传感器，但其光耦合主要通过 DBR 介质堆栈或棱镜实现，虽然存在导电层，但其侧重于多层介质对共振峰的调制，而非目标专利中强调的电极布置中的 SPP 生成器构造，对特征 C 的公开程度不如 D2 和 D3 直接。

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### 三、 技术特征比对表

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### 四、 综合分析意见

针对**技术特征 C**，本代理师认为其属于该领域的常规技术手段：

1. **单独公开：**

* **D2 [CN1965414A]** 已经毫无疑义地公开了技术特征 C。D2 中的“金属周期性结构部件 4”在物理实体上就是一个带光栅（表面凹凸耦合器）的金属薄层（连续导电材料），其功能就是产生表面等离子体激元共振。目标专利的特征 C 只是对该结构的上位化描述。

* **D3 [US20070235635A1]** 同样通过描述电极阵列形成的类光栅结构实现了光子与表面等离子体波的耦合，实质公开了特征 C。

2. **组合公开与实质性贡献：**

* 特征 C 所描述的“光耦合器与连续导电材料组合”是激发 SPP 的物理前提（由色散关系决定，动量补偿是必须的）。在 D2 或 D3 的基础上，所属领域技术人员为了在光电检测装置中引入 SPP 效应，必然会采用光栅或棱镜作为耦合手段结合导电电极。

* **结论：** 技术特征 C 已经被 D2 或 D3 单独公开，不具备新颖性；即便考虑其在权利要求 1 中的整体组合，在 D2 与 D3 的启发下，该特征也不具备实质性特点和进步，即不具备创造性。

综上所述，技术特征 C 已被现有技术充分公开，目标专利权利要求 1 的稳定性较弱。

作为一名经验丰富的专利代理师，我将针对目标专利（CN105765732B）的权利要求1，特别是**技术特征C**，结合说明书进行合理解释，并对比分析各对比文件（D1-D4）是否公开了该特征。

### 一、 技术特征C的含义解释

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”

结合目标专利说明书的解释：

1. **表面等离子体激元生成器（20）：** 根据说明书[0026]及图4A-4C，其功能是将入射光子耦合到表面等离子体。

2. **光耦合器（40）：** 说明书[0042]-[0049]明确了光耦合器的多种形式：

* **光栅/表面结构（25）：** 具有周期性调制（如波动或通道21）的结构。

* **棱镜（28）：** 用于实现波矢匹配。

3. **连续的导电材料（23）：** 说明书[0039]指出，“连续的导电材料23是第一电极11的一部分”，且在[0032]中提到“连续的导电材料（诸如金属）可以用于提供连续的等离子体”。

**综上，特征C实质上要求：** 一个能够生成等离子体激元的组件，该组件由一个提供波矢匹配的结构（如光栅、棱镜或狭缝）与一个提供等离子体传播路径的连续金属/导电层共同构成。

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### 二、 对比文件特征比对分析

针对技术特征C，各对比文件的公开情况分析如下：

#### 1. D1 (CN1965414B)

* **原文出处：** 【解决问题的方式】中第一方面：“一种光电二极管包括：**导电膜**，其具有...配置在小孔周围的**周期性结构**，用于借助膜表面的入射光通过导电膜的膜表面中受激发的**表面等离子体激元**来产生共振状态”。

* **分析：** D1公开了“导电膜（金属膜）”作为连续导电材料，以及“周期性结构（如表面凹凸、同心凹槽）”作为光耦合器。两者组合构成了等离子体激元产生单元。

* **结论：** **实质公开了特征C**。

#### 2. D2 (US20100270638A1)

* **原文出处：** [0030]：“Surface plasmon coupler 120 may include at least two **elongated metal structures 121 and 122** spaced apart by a prescribed distance ‘D’.”

* **分析：** D2通过特定的金属结构排列来限制电场并耦合等离子体，这里的金属结构本身充当了耦合器。

* **结论：** **公开了特征C**。

#### 3. D3 (US20110042650A1)

* **原文出处：** [0013]：“...with metallic **interdigitated fingers** for enhancing the effective photo-detection area.”

* **分析：** D3主要讨论石墨烯光电探测器，虽然提到了指状电极，但未明确强调通过光耦合器与连续导电材料组合来生成表面等离子体激元的特定物理结构。

* **结论：** **未明确公开特征C**。

#### 4. D4 (US20120068049A1)

* **原文出处：** [0007]：“...a plate-shaped **light receiving portion 1 which is made of metal**... a slot-shaped **slit 3** provided in the front surface... excite surface plasmons through the slit”。

* **分析：** D4的“金属受光部1”即为连续导电材料，“狭缝3”充当了将入射光转换为表面等离子体波的光耦合器。

* **结论：** **实质公开了特征C**。

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### 三、 特征比对表

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### 四、 最终分析意见

**技术特征C是否被公开：**

1. **单独公开：** **D1**和**D4**均已经单独、毫无疑义地公开了技术特征C。

* **D1**明确描述了在金属导电膜上设置周期性凹凸结构（光耦合器）来激发表面等离子体激元，这与特征C的结构完全一致。

* **D4**明确描述了在金属板（导电材料）上开设狭缝（光耦合器）来激发表面等离子体，同样构成了特征C所要求的组合。

2. **组合公开：** 即使认为D2的描述偏重于场增强而非传统意义上的“光耦合器”，将其与D1或D4中关于“光耦合器”的明确教导相结合，对于本领域技术人员而言，实现“连续导电材料与光耦合器组合”的结构也是显而易见的。

**总结建议：**

在本案的无效或侵权分析中，技术特征C不具备新颖性，已被D1或D4实质公开。由于D1和D4在等离子体激元生成的物理机制及组件构成上与目标专利高度吻合，特征C属于公知技术手段或已被现有技术完全覆盖。

你好！作为一名专业的专利代理师，我将根据你提供的目标专利说明书以及三篇对比文件，为你对权利要求1进行深入的解读，并重点分析对比文件对技术特征C的公开情况，最后提供详细的特征比对表格。

## 权利要求1的技术方案解释

紧密结合目标专利说明书（CN105765732B），权利要求1旨在保护一种利用表面等离子体激元（Surface Plasmon Polariton, SPP）来检测光子的新型光电装置。其核心创新点在于**不对称电极布置**以及**表面等离子体激元的远距离耦合与传输**。

具体技术架构可以拆解为以下逻辑：

1. **基础结构：** 装置包含半导体（如石墨烯）和不对称电极布置（第一电极、第二电极）。

2. **激发与耦合（技术特征C与E）：** 在第一电极的第一区域（不与半导体接触的区域），设置了与连续导电材料组合的“光耦合器”（例如说明书[0042]-[0048]中提到的周期性表面结构或光栅，或者是[0049]提到的棱镜）。光耦合器的作用是将入射光子的波矢与表面等离子体的波矢相匹配，从而在连续的导电材料（即第一电极本身）上激发出表面等离子体激元。

3. **传输与检测（技术特征D与F、G）：** 激发出的表面等离子体激元沿着第一电极的连续表面，从第一区域传输到第二区域（与半导体接触的区域）。由于激发的区域（第一区域）远离第二电极，这种不对称结构导致半导体的电气特性发生净变化（如产生光电流），进而实现对光子的检测。

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## 技术特征C的公开情况分析

**技术特征C：** 其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，

### 1. 针对对比文件1 (D1: US20130001514A1)

**分析结论：未公开。**

D1公开了一种包含纳米柱阵列（nanopillar 36）和石墨烯薄膜（15）的装置。其利用的是纳米柱阵列结构产生“局部场增强和相关的等离子体效应”（local field-enhancement and related plasmonic effects，参见段落[0019]）。纳米柱阵列是离散的结构，属于局域表面等离子体共振，并非通过特定的“光耦合器”将光耦合到“连续的导电材料”上形成可传播的表面等离子体激元。

### 2. 针对对比文件2 (D2: WO2013074542A1)

**分析结论：未公开。**

D2公开了一种包含导电纳米结构（electrically conductive nanostructures）的第一层，该层在光照下通过“局域表面等离子体共振”（localized surface plasmon resonances，参见段落[0041]）产生热电子（hot electrons）。这些纳米结构（如纳米点、纳米棒、交叉杆等）直接吸收光子并产生热电子越过肖特基势垒，不存在将光子耦合为表面等离子体激元并在连续导电材料上传输的“光耦合器与连续导电材料组合”的结构。

### 3. 针对对比文件3 (D3: US20130234006A1)

**分析结论：实质公开了技术特征C。**

D3公开了一种光电转换元件，其受光部（light-receiving section 1）由金属制成（参见段落[0032]），这构成了**“连续的导电材料”**。在实施例5中，受光部不仅具有狭缝3，还在两侧设置了周期性排列的反射狭缝6（reflective slits 6，参见段落[0076]-[0077]）。D3明确记载了这种周期性结构能够克服波数不匹配的问题，使垂直入射光也能激发出表面等离子体（参见段落[0081]-[0082]）。

在这里，D3中的周期性反射狭缝6及狭缝3起到了**“光耦合器”**的作用（匹配波矢以激发表面等离子体），而金属受光部1本身即为**“连续的导电材料”**。因此，D3单独实质公开了“表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”这一特征。

**综上所述，对比文件3 (D3) 单独实质公开了技术特征C。**

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## 权利要求1与对比文件的特征比对表格

**总结：** D1、D2和D3均未能公开目标专利权利要求1中关于“第一电极具有不接触半导体的第一区域和接触的第二区域，且光耦合器位于第一区域并远离第二电极”的空间不对称延伸结构（即技术特征D、E、F、G）。这正是目标专利实现表面等离子体激元无损耗远距离传输及光子高灵敏度检测的关键发明点。

作为一名经验丰富的专利代理师，我将为您对目标专利的权利要求1进行深入的法律与技术解析，并结合您提供的三份对比文件（D1、D2、D3）进行严格的特征比对、最接近对比文件筛选以及创造性与无效可行性分析。

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## 一、 目标专利权利要求1的合理解释

根据目标专利说明书（CN105765732B）的记载，权利要求1保护的是一种**用于检测光子的装置**。其核心发明构思在于：

1. **表面等离子体激元（SPP）的引入：** 传统光电探测器受限于半导体材料本身的吸收率（如石墨烯光子吸收率小于5%或10%，见说明书\[0024\]）。本发明通过**光耦合器与连续导电材料组合**的SPP生成器，将入射光子波矢与表面等离子体波矢匹配（说明书\[0050\]），在导电材料表面激发SPP。

2. **不对称电极布置与导电路径设计：** 第一电极设计为从“不接触半导体的第一区域”延伸到“接触半导体的第二区域”。光耦合器**仅设在远离第二电极的第一区域**。

3. **技术效果：** SPP在第一区域被激发后，沿着连续导电材料的表面（导电路径）**传播至第二区域，并在该处与半导体（如石墨烯）发生相互作用**（说明书\[0027\]、\[0078\]）。这种“异地激发、沿电极传输、本地相互作用”的不对称设计，在半导体中引起净电气特性变化，实现了极高移动性、低吸收率半导体材料的高效光子检测，且具有波长选择性。

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## 二、 权利要求1与对比文件的技术特征比对

为了清晰展现各对比文件是否公开了权利要求1的技术特征，以下附上详细的原文出处与比对表格。

### 对比文件指代及公开号说明

* **D1：** US20130001514A1 (Method and Apparatus for Converting Photon Energy to Electrical Energy)

* **D2：** WO2013074542A1 (DEVICES, SYSTEMS AND METHODS FOR ELECTROMAGNETIC ENERGY COLLECTION)

* **D3：** US20130234006A1 (PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT AND PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT ARRAY)

### 技术特征比对表

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## 三、 最接近对比文件（D1/D2/D3）的筛选与创造性分析

### 1. 整体解决的技术问题与技术效果分析

* **本目标专利：** 解决的是低吸收率、高移动性二维半导体（如石墨烯）直接吸收光子效率低的技术问题。其通过设计**空间不对称的横向电极延伸拓扑（第一区域到第二区域）**，利用SPP将光子能量转化为传播的表面等离子体，并在远离激发点的第二区域与半导体作用，实现高效、窄带/多波长可调的光子检测。

* **D1 (US20130001514A1)：** 同样关注石墨烯光子探测器。解决的是提高石墨烯吸收率的问题。其采用**金属纳米柱阵列（Nanopillars）直接顶起石墨烯薄膜**，利用局部场增强和等离子体效应增强石墨烯的本地光子吸收，原位产生光生载流子。

* **D2 (WO2013074542A1)：** 解决的是热电子（Hot electrons）在肖特基势垒处的传输效率问题。利用纳米结构层与连续金属层激发联合电磁共振，几乎完全吸收光，产生热电子并越过势垒。

* **D3 (US20130234006A1)：** 解决的是垂直入射光无法在无棱镜情况下激发SPP的问题。其通过在金属光接收面上开**沟槽狭缝（Slit）**，产生伪圆柱波来匹配波矢，将SPP限制在金属-绝缘体-金属（MIM）整流结构中。

### 2. 最接近对比文件的确定

在本案中，**D1 适合作为最接近的对比文件（D1可作为第一最接近对比文件）**。

* **理由：** D1与目标专利同属于**利用表面等离子体效应增强石墨烯（二维半导体）性能的光电探测器领域**，技术领域最相关，且公开了半导体（石墨烯）、多电极布置、以及利用微纳结构（纳米柱阵列）作为光耦合器产生等离子体效应的技术特征。

同时，**D3 也可以作为另一个最接近对比文件的备选（D3作为第二最接近对比文件）**。

* **理由：** D3从SPP激发的物理机制上，与目标专利最为接近（均属于无需棱镜、通过电极表面的特定微纳几何结构将垂直入射光耦合为SPP，并利用金属/绝缘层界面的约束进行信号检测）。

### 3. 未被最接近对比文件公开的特征是否被其他对比文件公开？

最接近对比文件（无论是D1还是D3）均**完全没有公开**以下区分特征：

> **区分特征组（特征D、E、F、G的几何拓扑关系）：** 第一电极具有不接触区（第一区域）和接触区（第二区域），电极从第一区域延伸到第二区域；光耦合器仅与第一区域关联；且第一区域比第二区域更远离第二电极。

* **其他对比文件是否公开？**

* **D2** 虽然提到了侧向电极布置，但其核心是层状叠层内的共振，其纳米柱或光栅是在接触界面上整体均匀分布的，不存在“第一电极自身延伸且将激发区（第一区域）与接触区（第二区域）在空间上横向分离，并通过距离远近形成不对称引导”的构思。

* **D3** 虽公开了利用狭缝进行SPP波导引流，但其属于垂直叠层（MIM隧道结）检测，SPP是在狭缝边缘激发并直接进入下方绝缘层 localize（本地化），不涉及横向第一电极延伸至半导体接触面的不对称结构。

因此，**特征D、E、F、G作为一个有机的整体几何分布特征，没有任何一篇对比文件公开，也没有给出将其余特征结合来形成这种“异地激发、沿条带传播、本地检测”的不对称电极引导结构的暗示。**

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## 四、 无效宣告请求方最薄弱的技术特征（结论）

如果代表无效宣告请求方（试图推翻该专利）提出无效请求，**最薄弱（即最难被攻击成功、目标专利所有权人防守最坚固）的技术特征是：**

> **技术特征D、E、F、G的组合——即“第一电极从不接触的第一区域延伸到接触的第二区域，光耦合器设在第一区域且第一区域更远离第二电极”这一空间不对称引导拓扑结构。**

### 原因分析：

1. **物理机制的根本差异（发明高度所在）：** 对比文件D1、D2、D3代表了常规的等离子体增强光电探测器思路——**“原位激发、原位检测”**。例如，D1是在纳米柱与石墨烯的接触点直接激发并直接吸收；D3是在狭缝处直接形成限制电场进行整流。而目标专利的核心在于**“异地激发、波导传输、本地相互作用”**。这种将SPP生成区与半导体接触区在空间上通过单个电极的延伸进行分离，并利用距离不对称性规避干扰的设计，在现有技术中没有展现出任何演进线索。

2. **技术效果的突出的实质性特点：** 该特征使得探测器能够完美结合“高移动性、低吸收二维材料（如石墨烯）”与“高效率SPP传输”，电极不仅充当电信号传输介质，还充当了SPP的长程表面波导。这种双重功能的电极拓扑结构在现有的常规光栅或纳米柱阵列文献中属于非常规设计，具备极强的创造性抗辩空间。

### 应对策略建议（作为请求方）：

由于直接通过D1+D3/D2组合拼凑出特征D、E、F、G的成功率极低，请求方若要无效该权利要求，必须跳出当前的D1~D3文件范围，去**定向检索微纳光子学领域的“集成表面等离子体波导（Plasmonic Waveguide）与有源器件集成的基础微纳结构文献”**，寻找是否有文献公开过“金属条带波导一端作为SPP光栅激发起传播型SPP，另一端搭接在二维材料上注入能量”的结构。仅凭目前的D1~D3，权利要求1的创造性坚不可摧。

作为一名经验丰富的专利代理师，我为你对目标专利（CN105765732B）权利要求1进行深入的法律与技术解析，并结合对比文件 D1（US20070194357A1）和 D2（EP1737047B1）进行精细化特征比对与创造性/无效可行性分析。

首先需要指出的是，经文本校验，**对比文件 D1（US20070194357A1）与 D2（EP1737047B1）属于同一专利家族**（同源于日本申请），其说明书的具体实施方式、附图编号及核心技术方案完全相同。因此，下文在进行特征比对时，针对两者的公开内容的分析实质上是同步的，出处将合并或分别列出。

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## 一、 结合目标专利说明书对权利要求1的法律原意解释

权利要求1保护一种用于检测光子的装置，其核心发明点在于通过**“不对称电极布置”**和**“空间分离的表面等离子体激元（SPP）产生与光电转换”**来平衡高响应速度与高量子效率。

* **技术特征A & B（半导体与不对称布置）：** 说明书明确指出，半导体2可以是二维材料（如石墨烯、$\text{MoS}_2$）或传统块状/薄膜半导体（如Si、GaAs）。不对称性的核心在于将SPP生成器20与第一电极11相关联，而不与第二电极12相关联（或两者关联不同的生成器），从而打破平衡，在半导体中形成净电流。

* **技术特征C（SPP生成器的构成）：** SPP生成器20由“光耦合器40”与“连续导电材料23”组合。说明书\[0032\]、\[0039\]指出，连续的导电材料（如金属）用于提供连续的等离子体传播路径，光耦合器40可以是周期性光栅（图4A）或棱镜（图4B）。

* **技术特征D、E、F、G（第一电极的延展与空间不对称限制）：**

* **第一区域13**：不与半导体接触，且光耦合器40只设置在这里。

* **第二区域14**：与半导体直接电接触/物理接触。

* **空间关系**：第一区域13比第二区域14**更远离**第二电极12。

* **说明书原意解释**：说明书\[0034\]-\[0037\]、\[0107\]给出了这一设计的关键工程动机——**规避暗电流与寄生电容**。光子在第一区域13（不接触半导体）通过光耦合器被激发布置为SPP，SPP作为能量载体沿着连续金属表面22传播到第二区域14，再耦合进半导体转为光生载流子。如果光耦合器区域直接接触半导体，该大面积区域在不透光或无光照时会产生巨大的暗电流和寄生电容，从而严重拉低器件的信噪比和响应带宽。因此，通过“第一区域远离第二电极”的空间限定，拉长了非接触区与反向电极的距离，极大地减少了电磁串扰和漏电流。

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## 二、 权利要求1与对比文件的技术特征比对表格

以下将权利要求1分解为基本技术特征，并与 D1（US20070194357A1）和 D2（EP1737047B1）的说明书原文进行毫无异议的确定性比对。

### 权利要求1技术特征比对表

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## 三、 最接近对比文件的确立与创造性路径分析

### 1. 谁适合作为最接近的对比文件（D1 还是 D2？）

由于 **D1（US2007194357A）** 和 **D2（EP1737047B1）** 的说明书实质内容完全一致，它们在创造性分析中**处于同等地位，均可独立或共同作为最接近的对比文件**。

* **技术领域相同**：均属于微纳半导体光电探测装置（等离子体激元增强型光电二极管）。

* **解决的技术问题相同**：如何在极度缩小器件体积、减小检测面积以提升响应速度（降低RC时常数）的同时，不牺牲（甚至增强）光子的吸收和转化效率。

* **技术效果相同**：均利用金属表面等离子体 resonance（共振）增强近场光，在超薄肖特基势垒/耗尽层内高效产生光生载流子，实现超100 GHz的高频响应并抑制暗电流。

### 2. 未被公开特征的创造性深度剖析（无效请求方的软肋）

通过上表可知，本申请被D1/D2漏掉的架构特征为：**特征F与G（第一区域整体比第二区域进一步远离第二电极）**。

#### 无效请求方（你方）若要在诉讼中进攻该特征，最薄弱的技术特征（即最难攻克的堡垒）正是：**“第一区域与第二电极的单向远离几何拓扑限制”**。

* **为什么这是最薄弱（对请求方最难）的特征？**

在D1/D2中，为了最大化收集光子，其采用的是**全方位对称的同心圆（Concentric grooves）光栅**，如图4、图6所示。这种全向结构天然地导致第一电极的非接触区（第一区域）形成对中心接触区（第二区域）的各向同性包围。为了在同一平面引出第二电极8，D1/D2不得不“切掉”一部分圆环让第二电极伸进来。

而本申请说明书（如附图2、图3、图11）所阐述的结构是**单向、条带状或侧向非对称布置**（第一电极只向远离第二电极的一侧延伸并布置光栅）。

* **如何组织无效理由破局？**

作为请求方代理师，不可承认其具有高度创造性，应采取以下辩论策略：

1. **诉诸公知常识与布局必然性**：指出当光电探测器从平面同心圆拓扑走向一维条带化布局（如D1/D2在\[0121\]/\[0076\]、图10/11中公开的第三、第四实施例——“条带状金属周期结构成员”以及“平行沟槽光栅”）时，为了在有限的芯片表面进行高密度集成，技术人员必然会将第一电极侧向延伸，而将反向电极（第二电极）布置在相反的另一侧。

2. **技术效果的自然延伸**：特征F、G带来的技术效果是减小寄生电容和防短路。在微纳电子器件中，将两个异质电极的空间距离拉大（非接触引线区远离第二电极）以减小两电极间的互容，是半导体版图布局（Layout）中极其常规的规避寄生效应的工程手段，不具备突出的实质性特点。

综上所述，建议以 **D1（或D2）的条带状/平行沟槽实施例（图10、图11）为最接近的现有技术**，结合半导体器件版图设计的公知常识，对权利要求1提起无效宣告请求。虽然特征F/G的单向拓扑限制是无效进攻时的“硬骨头”，但通过条带化变换的逻辑，完全有机会论证其属于常规设计选择。

作为一名经验丰富的专利代理师，我将为您对该目标专利（CN105765732B）的权利要求1进行深度解析，并结合对比文件D1至D4进行实质性审查与无效可行性分析。

为了方便表述，在此明确各对比文件的公开号对应关系：

* **D1**：EP1737047A1

* **D2**：CN1965414A（注：D2与D1为同族专利，内容实质相同，本分析双重标注其原文出处）

* **D3**：US20070235635A1

* **D4**：US20090040507A1

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### 一、 目标专利权利要求1的实质控制边界解释

权利要求1的核心发明点在于通过**“非对称的电极形貌与空间排布”**，将**表面等离子体激元（SPP）的激发区域（第一区域）与光电转换的光生载流子收集区域（第二区域）在空间上进行分离**。

* **结合说明书的解释**：这种设计的真正意图是为了解决**“暗电流与寄生电容”**的问题。说明书第`[0056]`、`[0061]`段指出，SPP生成器在光耦合时能产生极强的近场光，但如果整个电极下方都接触半导体，那些光线无法到达的耗尽层区域不仅对光电能量毫无贡献，反而会产生大量的**暗电流（噪声）**。同时，大面积的直接接触会带来不可忽视的**寄生电容**，极大地拖慢器件的响应速度。

* **空间隔离的妙处**：通过引入“不接触半导体的第一区域”来专门放置光耦合器（如周期性光栅）来捕获光子并转化为等离子体激元；激元沿着连续导电材料传导至“接触半导体的第二区域”，在那里转换为光电流。通过特征G约束“第一区域比第二区域更远离第二电极”，拉长了未接触区的电极间距，从而在保证高量子效率的同时，**最大程度地降低了器件的整体寄生电容和暗电流噪声**。

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### 二、 对比文件技术特征比对表格

以下将权利要求1拆解为特征A-G，并对照D1/D2、D3、D4的原文进行毫无异议公开（全同公开）或实质公开的逐项比对：

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### 三、 最接近对比文件（D1/D2）的确定与创造性定性

在创造性评期中，**D1（EP1737047A1） / D2（CN1965414A）** 毫无疑问是最接近的对比文件。

1. **技术领域与整体解决的技术问题全同**：

D1/D2同样聚焦于“如何提高光电二极管响应速度的同时保持信号强度（量子效率）”这一核心课题（见D1`[0020]` / D2【发明内容】）。

2. **技术手段高度重合**：

它们均放弃了传统的全透明薄膜电极或单纯的叉指电极，转而采用“**利用表面等离子体共振增强近场光+引入绝缘层限制接触面积以消除无用耗尽层**”的架构。D1/D2不仅完全覆盖了特征A、C、D、E，还实质上践行了目标专利通过空间隔离来“降低暗电流和寄生电容”的构想（见D1`[0061]` / D2【具体实施方式】第14段）。

相比之下，**D3**侧重于对称叉指电极的深宽比改善（CM与HSP模式混合），未能提供电极延伸及非接触区耦合的概念；**D4**则纯属化学/生物分析物检测的光学全反射谱仪，连半导体光电转换的基础架构都不具备，无法作为最接近的对比文件。

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### 四、 剩余未公开特征的无效破局分析（薄弱环节定性）

由于最接近的对比文件D1/D2未能明确公开特征F和G（即**SPP捕获的第一区域相比收集的第二区域，必须更远离第二电极**），且D3、D4中也完全没有提及这种特定的空间不等距排布。因此，若您作为**无效请求方**，这个特征就是整个案件中**最薄弱、攻坚难度最大的技术特征**。

#### 无效请求方的破局策略（如何论证创造性）：

虽然其他对比文件没有直接公开特征G的字面表述，但我们可以从**“本领域技术人员的常规设计选择及规避短路”**的角度进行逻辑合围：

1. **横向排布的必然结果（常规选择）**：

在D1/D2图10、图11（或D2对应的第四示例）中，公开了将圆形光栅切成“条状结构”的变形例。一旦电极从圆形对称变为条状横向排布（如目标专利图3、图8的形式），为了防止第一电极与第二电极在表面直接搭接导致短路，自然会选择将第二电极安置在接触区（第二区域）的同侧或邻近侧。这样一来，向后延伸的非接触区（第一区域）自然就会在物理空间上“比第二区域更远离第二电极”。这属于从圆对称拓扑结构向线阵结构演进时，版图设计的必然空间结果。

2. **技术效果的等同性论证**：

目标专利强调特征G是为了降低两电极间的寄生电容。而D1/D2在说明书第`[0061]`段（D2【具体实施方式】第14段）中已经明确给出技术启示：为了降低两电极间的寄生电容，必须尽可能将绝缘层厚度设置到最大（如500nm以上）。这说明**通过增大电极间介质阻抗（加厚绝缘层或拉大空间距离）来降低电容，已经是D1/D2明确告示给本领域技术人员的公知常识和技术导向**。

**总结结论：**

本案无效的最佳路线是以**D1/D2单篇结合本领域公知常识/常规设计选择**去冲击权利要求1的创造性。成功的关键在于成功说服专利局：特征G所带来的“更远离”的空间排布，仅仅是本领域技术人员在将D1/D2的圆形平面光栅转换为横向异质集成光电探测器时，为了避免布线交叉和降低电极间电容而做出的常规形貌改动，其并未产生无法预料的技术效果。

作为一名经验丰富的专利代理师，我现针对目标专利（CN105765732B）的权利要求1，结合说明书进行深度解析，并与四份对比文件（D1~D4）进行逐项特征比对及创造性、无效可行性分析。

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## 1. 目标专利权利要求1的合理解释（结合说明书）

权利要求1限定了一种“用于检测光子的装置”，其核心机理是利用**不对称电极布置**结合**表面等离子体激元（SPP）生成器**，通过光子-SPP耦合将光信号传导至半导体接触区，引发半导体电学特性的改变来探测光子。

* **半导体（特征A）：** 根据说明书[0021]-[0023]，该半导体可以是二维半导体（如石墨烯、$\text{MoS}_2$），也可以是块状/薄膜半导体（如Si、GaAs、ZnO）。

* **不对称电极布置（特征B、F、G）：** 包含第一电极和第二电极。第一区域和第二区域均属于**第一电极**的不同部分（说明书[0034]-[0037]），第一区域不接触半导体且距第二电极更远（形成空间和结构上的不对称），第二区域接触半导体。

* **表面等离子体激元生成器（特征B、C、E）：** 必须与**第一电极**相关联，且位于不接触半导体的**第一区域**。其结构由“光耦合器”与“连续的导电材料”组合而成，用于实现入射光子与表面等离子体的波矢（动量）匹配（说明书[0040]、[0057]）。

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## 2. 对比文件技术特征比对与出处分析

现引入四份对比文件进行分析：

* **D1：** CN1965414B 光电二极管及其制造方法

* **D2：** US20100270638A1 PHOTODIODES WITH SURFACE PLASMON COUPLERS

* **D3：** US20110042650A1 SINGLE AND FEW-LAYER GRAPHENE BASED PHOTODETECTING DEVICES

* **D4：** US20120068049A1 PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE AND IMAGE SENSOR

### 对比文件独立公开情况分析

* **D1（CN1965414B）：实质公开了特征A、B、C、D、E、F、G。** D1公开了一种肖特基光电二极管，其包含硅衬底（半导体），其金属周期性结构部件4作为阳极（第一电极），不仅包含中心的小孔6（光耦合器），还向外延伸形成平坦面与第一电极5连接（第一区域），且小孔6底部或外围接触半导体层3（第二区域）。其第一区域（外围金属）显然不接触半导体层3（通过绝缘层7隔离），且相较于接触区，第一区域距离阴极（第二电极8）更远，构成了结构的不对称。

* **D2（US20100270638A1）：仅公开了特征A、B。** D2公开了在PIN型晶圆表面设置两个分离的金属结构121、122作为表面等离子体耦合器，但这两个金属结构并未如本申请般在第一区域、第二区域间作延伸及不对称接触配置。

* **D3（US20110042650A1）：仅公开了特征A、B。** D3公开了石墨烯基光电探测器，利用梳齿状电极等产生偏置，未公开具体的SPP生成器结构及特征C~G延伸的不对称设计。

* **D4（US20120068049A1）：仅公开了特征A、B、C。** D4利用金属光接收部的纳米狭缝3激发电自旋等离子体，但其电势测量是通过电压检测部测表面电势，缺乏本申请第一电极从“非接触第一区域”延伸到“接触第二区域”的不对称纵向/横向层叠拓扑结构。

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### 权利要求1的技术特征比对表格

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## 3. 最接近对比文件（D1）的确定及创造性评述

### 最接近对比文件的确定

在创造性分析中，**D1（CN1965414B）最适合作为最接近的对比文件**。

* **技术领域完全相同：** 两者均属于用于光子/光信号检测的光电装置（光电二极管）。

* **整体解决的技术问题相同：** 目标专利旨在解决如何在保持高量子效率、小结面积的同时提高光子检测响应速度、降低暗电流的问题（目标专利[0002]）；D1同样旨在解决“在保持信号强度的同时提高光电二极管响应速度……实现更高的速度、更低的功耗和更低的噪声”的技术问题（D1【发明所要解决的问题】）。

* **技术效果和机理高度一致：** 两者均通过在第一电极相关区域构筑金属光栅（周期性凹凸）和小孔结构，激发起表面等离子体激元共振（SPP），利用SPP增强的近场光在微纳量级的肖特基结区高效产生载流子，从而在急剧减小结电容的情况下维持高灵敏度。

### 未被最接近对比文件公开的特征及无效最薄弱点分析

通过上述详尽的“实质公开”评述可见，D1事实上已经将权利要求1的所有结构性逻辑（半导体、分离双电极、通过绝缘层形成第一不接触区和第二接触区、SPP光栅耦合器与第一电极结合、以及外围第一区域的空间距离关系）全部予以了披露。

如果硬要从字面、撰写形式或纯粹物理表征上挑出目标专利对D1的微弱区别，或者说**若提出无效请求，对于请求方而言最薄弱（即最难攻克、对方最容易辩驳）的技术特征**在于：

> **“所述第一电极从与所述半导体不接触的第一区域延伸到与所述半导体接触的第二区域”这一明确的“横向/纵向延展性两段式不对称描述”。**

* **薄弱原因（请求方攻克难点）：** D1在说明书中的典型构型中，金属周期性结构部件4往往被描述为整体的“导电膜/金属膜”，小孔6位于其中心。目标专利在权利要求1中将第一电极抽象并重构为“从第一区域（不接触）延伸到第二区域（接触）”，并强调“第一区域处的电极与光耦合器相关联”。专利权人可能会在无效阶段据此抗辩：*“D1的光耦合器（小孔6及周围同心凹槽）恰恰是垂直位于其肖特基结（接触区）的正上方或其外围紧邻处，而本申请的光耦合器是配置在远离第二电极、不接触半导体的独立第一区域内，通过导电路径将SPP传导至第二区域，二者的等离子体激元传导机制和空间解耦拓扑不同。”*

* **破局策略：** 请求方应紧扣D1图5和图12的工艺。在D1中，周期性结构部件4厚度达100-1000nm，其在外围是通过绝缘层7（厚度达500nm以上）支撑并与半导体完全隔离的（此即第一区域），而仅在中心小孔基底残留的10nm极薄金属层或外围孔壁处才与n-型半导体层3产生物理肖特基接触（此即第二区域）。由于金属导电膜整体连续，它在物理实质上必然满足“从绝缘层支撑的不接触第一区域连续延伸到小孔底部的接触第二区域”，且D1中为降低寄生电容，明确指出绝缘层7之上的第一区域占了极大的面积，从而在空间上整体比中心/边缘的接触结区更远离第二电极。因此，该特征已被D1实质公开。若结合**D4**关于纳米狭缝引导SPP沿表面传播并进行电压检测的公开内容，整个权利要求1对于本领域技术人员而言完全是显而易见的。

根据权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为在至少与线平行的方向中将动量的成分给予入射光子，所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据权利要求2所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为优选地在与所述线平行的方向中将动量的成分给予入射光子，所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为生成表面等离子体激元并且将所生成的表面等离子体激元传送给所述半导体。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：在沿着线的方向中提供在至少数微米上的连续等离子体，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的等离子体。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的金属。

根据前述权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构，其中所述周期性至少在平行于线的方向中，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构，其中所述周期性平行于线，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求8或9所述的装置，其中所述周期结构是周期光栅。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括导电材料，该导电材料包括表面，其中所述表面是连续的并且包括周期轮廓调制。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述第一电极与表面等离子体激元生成器相关联，但是所述第二电极与表面等离子体激元生成器不相关联。

根据权利要求1至3中任一所述的装置，其中所述第一电极与用于选择性地耦合第一频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联，以及所述第二电极与用于选择性地耦合与所述第一频率不同的第二频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述不对称电极布置包括多个第一电极，每个第一电极与用于选择性地耦合特定频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。

根据权利要求14所述的装置，其中所述第二电极是通过所述半导体与所述多个第一电极分离的公共电极。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括第一部分和第二部分，所述第一部分提供周期光栅以及所述第二部分不提供周期光栅。

根据权利要求16所述的装置，其中所述第二部分是平的。

根据权利要求17所述的装置，其中所述第二部分邻近于所述半导体的部分，以及所述第一部分不邻近于所述半导体的部分。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，被配置为窄带光检测器。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，被配置为分析物传感器，其中至少所述半导体被暴露以用于分析物吸附。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述光耦合器被配置为将光子耦合到表面等离子体以生成从所述第一区域传送给所述第二区域的表面等离子体激元。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体是石墨烯。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体具有高电子移动性和低光子吸收性。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体的电子移动性大于5k cm2V-1s-1。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体具有小于5％的光子吸收性。

一种用于检测光子的方法，包括： 提供不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、以及与跨越半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极，在所述第一电极的至少第一区域处提供光耦合器； 从所述第一电极的所述第一区域到所述第一电极的第二区域沿着所述第一电极的表面提供导电路径，其中所述第二区域接触所述半导体，所述第一区域与所述半导体不接触，其中与所述第二区域相比，所述第一区域进一步远离于所述第二电极。

根据权利要求26所述的方法，其中所述半导体是石墨烯。

一种用于检测光子的装置，包括： 石墨烯；以及 不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、与跨越石墨烯的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器，其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，所述第一电极从与所述石墨烯不接触的第一区域延伸到与所述石墨烯接触的第二区域，其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联，其中与所述第二区域相比，所述第一区域进一步远离于所述第二电极。