INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La structure semi-conductrice 150 peut se présenter sous forme d’une plaquette, dont le diamètre est compris par exemple entre 50mm et 200mm : elle est dans ce cas destinée à accueillir une pluralité de composants optoélectroniques qui pourront ultérieurement être singularisés. Elle peut alternativement se présenter sous forme de vignette de plus petite dimension, accueillant un composant optoélectronique ou un groupe de composants.
Les matériaux semi-conducteurs cristallins formant respectivement la première couche 10 et la deuxième couche 40 peuvent être de même nature ou de nature différente. Étant destinés à l’élaboration de composants optoélectroniques, ils sont avantageusement choisis parmi les composés semi-conducteurs III-V, tels que le nitrure de gallium, l’arséniure de gallium, le phosphure d’indium, et autres composés III-V binaires, ternaires ou quaternaires. Notons que la première couche 10 (et/ou la deuxième couche 40) pourra(ont) être composée(s) d’un empilement de sous-couches de dopages ou de compositions différentes ou présenter une composition homogène.
La structure semi-conductrice 150 selon la présente invention comprend en outre une interface de collage direct 51, ladite interface 51 étant incluse dans ou adjacente à la couche intermédiaire 50. Par collage direct, on entend un collage ne nécessitant pas une matière adhésive et basé sur une adhésion moléculaire entre les surfaces assemblées. Plusieurs types de collage direct existent, qui diffèrent notamment par les conditions de température, de pression, d’atmosphère ou de traitements préalables à la mise en contact des surfaces. On peut citer le collage par adhésion moléculaire à température ambiante avec ou sans activation préalable par plasma des surfaces à assembler, le collage par diffusion atomique (« Atomic diffusion bonding » ou ADB selon la terminologie anglo-saxonne), le collage avec activation de surface (« Surface-activated bonding » ou SAB), etc.
La structure semi-conductrice 150 visant des applications optoélectroniques, tout ou partie des couches la constituant est destinée à être traversé(e) par un signal lumineux : typiquement, les composants optoélectroniques élaborés sur la structure 150 pourront, selon leur type et leur nature, transmettre ou recevoir le signal lumineux, au niveau de la face avant 150a ou au niveau de la face arrière 150b de la structure semi-conductrice 150.
Pour que la structure semi-conductrice 150 présente un caractère générique et soit apte à accueillir une grande variété de types de composants optoélectroniques, l’indice de réfraction de la couche intermédiaire 50 s’écarte de moins de 0,3, voire de moins de 0,2, de l’indice de réfraction : - d’au moins une sous-couche de la première couche 10, ladite sous-couche étant adjacente à la couche intermédiaire 50, et - d’au moins une sous-couche de la deuxième couche 40, ladite sous-couche étant adjacente à la couche intermédiaire 50.
En d’autres termes, lorsque la première couche 10 (respectivement la deuxième couche 40) est formée de sous-couches empilées, la différence d’indice de réfraction entre la sous-couche en contact avec la couche intermédiaire 50 et ladite couche intermédiaire 50 est inférieure à 0,3, voire inférieure à 0,2. Lorsque la première couche 10 (respectivement la deuxième couche 40) présente une composition homogène, la différence d’indice de réfraction entre la première couche 10 (respectivement la deuxième couche 40) et la couche intermédiaire 50 est inférieure à 0,3, voire inférieure à 0,2.
De plus, la couche intermédiaire 50 présente un coefficient d’atténuation k inférieur à 100, voire inférieur à 10, voire encore inférieur à 1, et préférentiellement aussi proche de zéro que possible pour limiter l’atténuation du signal lumineux destiné à traverser ladite couche 50. Cela revient à dire que les propriétés physico-chimiques et mécaniques de la couche intermédiaire 50 sont choisies de manière à garantir un faible coefficient d’atténuation.
Rappelons que l’indice optique des matériaux se décompose en un indice de réfraction n (précité), qui est la partie réelle de l’indice optique, et en un coefficient d’atténuation k, partie imaginaire de l’indice optique (n + ik).
La couche intermédiaire 50 de la structure 150 est en outre composée d’un matériau différent de ceux des première 10 et deuxième 40 couches, notamment parce que cette couche remplit une fonction additionnelle, à savoir favoriser l’assemblage par collage entre la première couche 10 et la deuxième couche 40.
A titre d’exemple, lorsque l’indice de réfraction de la première couche 10 est égal à 3, l’indice de réfraction de la deuxième couche 40 est compris entre [3 + 0,3 = 3,30] et [3 – 0,3 = 2,70], ainsi que l’indice de réfraction de la couche intermédiaire 50. Le coefficient d’atténuation de la couche intermédiaire 50 est quant à lui inférieur à 100, à 10, ou à 1.
Ainsi, la couche intermédiaire 50 de la structure semi-conductrice 150 n’apporte pas ou très peu de perturbation si le signal lumineux doit traverser ladite couche intermédiaire 50. De plus, la couche intermédiaire 50 favorise le collage direct entre la première couche 10 et la deuxième couche 40 en simplifiant les étapes de préparation de surface préalables à l’assemblage, le matériau de la couche intermédiaire 50 était notamment choisi pour sa facilité de préparation ; il permet en outre un arrangement des atomes à basse température, favorable à l’assemblage, tout en limitant les contraintes entre les couches 10 et 40. Notons également que, plus le coefficient d’atténuation est faible (c’est-à-dire plus il est proche de 0), plus on garde de la flexibilité quant à l’épaisseur de la couche intermédiaire 50 ; en d’autres termes, avec un très faible coefficient d’atténuation, la couche intermédiaire 50 plus épaisse peut être mise en œuvre : cela peut s’avérer avantageux pour augmenter la qualité du collage direct.
Dans la structure semi-conductrice 150, la rugosité d’interface entre les différentes couches 10,50,40 ou sous-couches est préférentiellement maintenue inférieure à environ 5nm RMS (mesure par microscopie par force atomique, AFM, sur des scans de 10 microns par 10 microns), pour limiter la diffusion du signal lumineux sur lesdites interfaces.
Avantageusement, le matériau de la couche intermédiaire 50 est amorphe, de manière à limiter le champ de contrainte lié au collage de deux matériaux dont les réseaux cristallins ne sont pas alignés et/ou dont les paramètres de maille sont différents, et de manière à éviter la formation de nano-bulles à l’interface de collage.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention , la structure semi-conductrice 150 est destinée à accueillir des composants de type VCSEL avec émission du signal laser par la face arrière 150b.
Le matériau de la première couche 10 est un monocristal de haute qualité destiné à former un germe pour la croissance épitaxiale de l’empilement de couches comprenant la région active 2 en sandwich entre les deux miroirs de Bragg 3a,3b. La deuxième couche 40 est un substrat support 40 présentant une forte transparence optique (potentiellement meilleure que celle de la première couche 10), typiquement supérieure à 30%. Avantageusement, pour des raisons essentiellement économiques, le substrat support 40 est de moindre qualité cristalline par rapport à la première couche 10 ( ).
Typiquement, le matériau semi-conducteur de la première couche 10 est l’arséniure de gallium (GaAs), avec une qualité cristalline permettant une croissance sans défaut, typiquement du GaAs n-type (~10 18 at/cm 3 ) adapté à l’application visée et présentant une densité de défauts de type dislocations inférieure à 500/cm². L’épaisseur de la première couche 10 est comprise entre 50 et 1500 nm.
De préférence, ledit courant B comprend 1,1,1,2-tétrafluoroéthane dans une teneur massique inférieure à 500 ppm, plus préférentiellement inférieure à 200 ppm, en particulier inférieure à 100 ppm, plus particulièrement inférieure à 50 ppm, de manière privilégiée inférieure à 10 ppm sur base du poids total dudit courant B . Ledit courant B peut également être dépourvu de 1,1,1,2-tétrafluoroéthane.
De préférence, ledit courant B comprend 1,1,1-trifluoroéthane dans une teneur massique inférieure à 1000 ppm, plus préférentiellement inférieure à 750 ppm, en particulier inférieur à 500 ppm, plus particulièrement inférieure à 250 ppm sur base du poids total dudit courant B .
De préférence, ledit courant B comprend 1,1-difluoroéthylène dans une teneur massique inférieure à 2000 ppm, plus préférentiellement inférieure à 1500 ppm, en particulier inférieure à 1000 ppm sur base du poids total dudit courant B .
Lorsque l’un desdits composés additionnels sélectionnés parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane est présent dans ledit courant B , celui-ci (ou ceux-ci) est (sont) présent(s) dans une teneur massique supérieure à 0,01 ppm, de préférence supérieure à 0,1 ppm sur base du poids total dudit courant B .
Composition Selon un second aspect, la présente invention fournit des compositions de trifluoroéthylène de haute pureté.
Ladite composition comprend au moins 99% en poids de trifluoroéthylène et de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm d’éthane sur base du poids total de la composition.
Ladite composition peut également comprendre au moins 99% en poids de trifluoroéthylène et de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm de 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a) sur base du poids total de la composition.
Ladite composition peut également comprendre au moins 99% en poids de trifluoroéthylène et :
de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm d’éthane ; et de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm de 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a) sur base du poids total de la composition.
Selon un mode de réalisation préféré, l’une quelconque des compositions ci-dessus comprend également de 0,1 à 1000 ppm, de préférence de 0,1 à 750 ppm, en particulier de 0,1 à 500 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 250 ppm de 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) sur base du poids total de la composition.
Selon un mode de réalisation préféré, l’une quelconque des compositions ci-dessus comprend également de 0,1 à 2000 ppm, de préférence de 0,1 à 1500 ppm, en particulier de 0,1 à 1000 ppm de 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a) sur base du poids total de la composition.
Ladite composition peut comprendre au moins 99% en poids de trifluoroéthylène et
de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm d’éthane, de 0,1 à 1000 ppm, de préférence de 0,1 à 750 ppm, en particulier de 0,1 à 500 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 250 ppm de 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) ; sur base du poids total de la composition.
de 0,1 à 1000 ppm, avantageusement de 0,1 à 500 ppm, de préférence de 0,1 à 200 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 100 ppm, en particulier de 0,1 à 50 ppm, plus particulièrement de 0,1 à 10 ppm de 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), de 0,1 à 1000 ppm, de préférence de 0,1 à 750 ppm, en particulier de 0,1 à 500 ppm, plus préférentiellement de 0,1 à 250 ppm de 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) ; sur base du poids total de la composition.
Le paragraphe ci-dessous détaille les étapes i) à iii).
Le flux de produit issu de l’étape a) est récupéré en sortie de réacteur sous forme gazeuse. De préférence, en sortie du réacteur d’hydrogénolyse, le flux de produit est tout d’abord traité pour éliminer HCl et HF. Le flux de produit est passé dans de l’eau dans une colonne de lavage puis par un lavage avec une base diluée telle que NaOH ou KOH. Le reste du mélange gazeux, constitué des réactifs non convertis (H 2 et CTFE), de l’azote de dilution (si présent), du trifluoroéthylène et des composés additionnels mentionnés ci-dessus est dirigé vers un sécheur afin d’éliminer les traces d’eau de lavage. Le séchage peut être réalisé à l’aide de produits tels que le sulfate de calcium de sodium ou de magnésium, le chlorure de calcium, le carbonate de potassium, le gel de silice (silicagel) ou les zéolites. Dans un mode de réalisation, on utilise pour le séchage un tamis moléculaire (zéolite) tel que la siliporite. Le mélange gazeux ainsi séché est soumis à une étape de séparation de l’hydrogène et des inertes du reste des autres produits présents dans le mélange gazeux par absorption/désorption en présence d’un alcool comportant de 1 à 4 atomes de carbone et de préférence l’éthanol, à pression atmosphérique et à une température inférieure à la température ambiante, de préférence inférieure à 10°C et de manière encore plus préférée à une température de -25°C, pour l’absorption. Dans un mode de réalisation, l’absorption des organiques est réalisée dans une colonne à contre-courant avec de l’éthanol refroidi à -25°C. Le débit d’éthanol est réglé en fonction du débit d’organiques à absorber. L’hydrogène et les gaz inertes, insolubles dans l’éthanol à cette température, sont éliminés en tête de colonne d’absorption. Les organiques sont ensuite récupérés sous forme dudit courant A , par chauffage de l’éthanol à son point d’ébullition (désorption), pour être ensuite distillés.
Les étapes a) et b) du présent procédé permettent ainsi de limiter la teneur du ou des composé(s) additionnel(s) dans le courant A , ce qui facilite la mise en œuvre de l’étape c) décrites ci-dessous (notamment par la mise en œuvre de cette étape à faible pression).
Selon l’étape c), ledit courant A ainsi obtenu est distillé pour former et récupérer un courant B comprenant du trifluoroéthylène et un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane. Ledit courant B peut comprendre un, deux, trois ou les quatre composés additionnels mentionnés ci-dessus.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape c) de distillation dudit courant A est mise en œuvre à une pression inférieure à 3 bara, de préférence à une pression comprise entre 0,5 et 3 bara, en particulier à une pression comprise entre 0,9 et 2 bara. La mise en œuvre d’une distillation à une pression inférieure à 3 bara permet de sécuriser le procédé compte tenu du caractère explosif du trifluoroéthylène au-delà de 3 bara.
De préférence, l’étape c) de distillation dudit courant A est mise en œuvre dans une colonne de distillation comprend un garnissage structuré. Il a été observé qu’un garnissage structuré permettait d’obtenir une étape c) de distillation plus efficace. Ledit garnissage structuré peut être fait d’un matériau métallique.
Ledit courant B est de préférence récupéré en tête de la colonne de distillation. Avant d’être récupéré, le courant B peut éventuellement être condensé partiellement en tête de la colonne de distillation. Lorsque la condensation partielle est mise en œuvre, le flux B est porté à une température de -50°C à -70°C. La température est ajustée en fonction de la pression appliquée à l’étape c). La condensation partielle permet d’améliorer l’efficacité de la distillation en limitant la teneur en composés additionnels dans le courant B .
La distillation dudit courant A aboutit également à la formation d’un courant C comprenant du chlorotrifluoroéthylène, récupéré de préférence en pied de la colonne de distillation. Ledit courant C peut être recyclé à l’étape a) après un traitement de purification éventuel.
Ledit courant B peut comprendre au moins 95% de trifluoroéthylène, avantageusement au moins 96%, de préférence au moins 97%, en particulier au moins 98%, plus particulièrement au moins 99% en poids sur base du poids total dudit courant B .
De préférence, ledit courant B comprend également moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
Ainsi, ledit courant B peut comprendre au moins 95% en poids de trifluoroéthylène ; et moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
Avantageusement, ledit courant B peut comprendre au moins 96% en poids de trifluoroéthylène ; et moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
De préférence, ledit courant B peut comprendre au moins 97% en poids de trifluoroéthylène ; et moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
Plus préférentiellement, ledit courant B peut comprendre au moins 98% en poids de trifluoroéthylène ; et moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
En particulier, ledit courant B peut comprendre au moins 99% en poids de trifluoroéthylène ; et moins de 0,2% en poids d’un ou plusieurs composé(s) additionnel(s) sélectionné(s) parmi le groupe consistant en 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a), 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a) et éthane sur base du poids total dudit courant B .
De préférence, ledit courant B comprend de l’éthane dans une teneur massique inférieure à 500 ppm, plus préférentiellement inférieure à 200 ppm, en particulier inférieure à 100 ppm, plus particulièrement inférieure à 50 ppm, de manière privilégiée inférieure à 10 ppm sur base du poids total dudit courant B .
Selon un deuxième aspect, l’invention porte sur un procédé de fabrication additive d’un élément selon l’invention.
Typiquement, le procédé de fabrication additive est un procédé de fusion laser sur lit de poudre (aussi appelé LBM Laser Beam Melting ou SLM Selective Laser Melting). Il s’agit d’un procédé d’élaboration de brut qui fait partie de la famille des procédés de fabrication additive.
D’une manière connue un procédé LBM utilise une machine de fabrication additive A (représentée sur la intégrant un laser B, un miroir C, un racleur D, un bac de poudre E et un plateau de fabrication F.
Le procédé LBM se déroule en différentes étapes qui se répètent jusqu’à obtention de l’objet final :
Une couche de poudre métallique est étendue à l’aide d’un racleur sur le plateau de fabrication. La poudre est fusionnée localement par un laser Le plateau de fabrication descend de l’épaisseur d’une couche Une nouvelle couche de poudre métallique est étendue et ainsi de suite
Tel qu’indique précédemment, avec ce procédé, les différents organes constitutif (peau, treillis et insert) sont fabriqués simultanément couche par couche, pour ne former qu’une seule pièce monobloc.
Lors du procédé de fabrication, le treillis permet de soutenir la peau et l’insert. Ainsi, comme expliqué précédemment, le treillis a une double fonction de soutien lors de la fabrication et de structure mécanique contribuant à la résistance et au refroidissement de l’élément.
Selon un autre aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant un ensemble de régulation 10.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine.
groupe électrogène avec moteur à pistons opposés L’invention concerne un groupe électrogène comportant un moteur à pistons opposés et entraînant un générateur électrique.
Un moteur à pistons opposés du type comportant au moins un cylindre dans lequel deux pistons sont montés coulissants et délimitant entre eux une chambre de combustion. Chaque piston est relié par une bielle à son propre vilebrequin. Dans une version de moteur à deux temps, les pistons ouvrent et ferment des lumières dans le cylindre au point mort bas, de manière d’une part à admettre de l air de combustion et d’autre part à permettre l’échappement des gaz de combustion. Dans la disposition la plus courante, le premier piston sert à contrôler l’admission de l’air frais tandis que le deuxième piston sert à contrôler l’échappement des gaz brûlés. Dans tous les cas, l’ouverture de l’échappement est réalisée avant celle de l’admission par des dispositions non détaillées ici. L’allumage de la combustion peut être de tout type que ce soit un allumage commandé, une auto-inflammation ou une injection directe.
Le document CN105240120A montre un groupe électrogène de ce type dans lequel un générateur est entraîné par le moteur à pistons opposés. Les deux vilebrequins sont synchronisés par un système de transmission à chaîne. Le premier vilebrequin entraîne également un compresseur pour compresser l’air de combustion et réaliser une suralimentation. L’autre vilebrequin entraîne le générateur par l’intermédiaire d’un renvoi d’angle à pignons coniques. L’axe de rotation du générateur est placé parallèlement à l’axe du cylindre afin d’optimiser l’encombrement de l’ensemble.
L’invention vise à fournir un groupe électrogène avec moteur à pistons opposés optimisant les composants.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A comprend 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a) dans une teneur massique inférieure à 0,2%, avantageusement inférieure à 0,15%, de préférence inférieure à 0,1%, en particulier inférieure à 0,08%, plus particulièrement inférieure à 0,075% sur base du poids total dudit courant A .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A comprend 1,1,1-trifluoroéthane dans une teneur massique inférieure à 0,2%, avantageusement inférieure à 0,15%, de préférence inférieure à 0,1% sur base du poids total dudit courant A .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A comprend du 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a) et du 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a), chacun dans une teneur massique inférieure à 0,2%, de préférence inférieure à 0,1% sur base du poids total dudit courant A .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A comprend du 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a) et du 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a), chacun dans une teneur massique inférieure à 0,2%, de préférence inférieure à 0,1% sur base du poids total dudit courant A ; et ledit courant A comprend de l’éthane dans une teneur massique inférieure à 0,1%, de préférence inférieure à 0,05% sur base du poids total dudit courant A .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A comprend du 1,1-difluoroéthylène (HFO-1132a) et du 1,1,1-trifluoroéthane (HFC-143a), chacun dans une teneur massique inférieure à 0,2%, de préférence inférieure à 0,1% sur base du poids total dudit courant A ; et ledit courant A comprend du 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFC-134a) dans une teneur massique inférieure à 0,05%, avantageusement inférieure à 0,025%, de préférence inférieure à 0,01%, sur base du poids total dudit courant A .