INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La portion centrale 29 dopée n+ est donc située sur et au contact de la portion de détection 10 et s’étend à partir d’un plan passant par la première face 22a sur une profondeur non nulle par exemple de l’ordre de quelques centaines de nanomètres, par exemple 200nm. Elle est également ici en saillie au-dessus de ce plan suivant la direction +Z et est latéralement entourée et au contact de la couche supérieure isolante 23.
Le germanium de la portion centrale 29 dopée n+ est épitaxié localement à partir de la surface rendue libre du germanium de la portion de détection 10, dans l’échancrure centrale 28. La couche supérieure isolante 23 forme donc un masque de croissance. Le fait que la portion centrale 29 dopée n+ soit réalisée en le même matériau que celui de la portion de détection 10 fait qu’il y n’y a pas de désaccord du paramètre de maille. La qualité cristalline de la portion centrale 29 dopée n+ est donc très bonne, ce qui réduit le courant d’obscurité. A titre d’exemple, le taux de dislocations dans la portion centrale 29 dopée n+ peut être inférieur à 10 3 dislocations/cm 2 dans la mesure où il n’y a pas de différence du paramètre de maille entre la portion centrale 29 en germanium dopé n+ et le germanium sous-jacent.
De plus, le germanium de la portion centrale 29 est dopé à la croissance et non pas par implantation ionique, ce qui contribue également à ce qu’il présente une bonne qualité cristalline, et donc contribue à réduire le courant d’obscurité. Il peut présenter un dopage en phosphore de l’ordre de 10 18 à 10 20 cm -3 . De plus, le fait que le germanium épitaxié soit dopé lors de la croissance et non par implantation ionique suivie d’un recuit de guérison des défauts cristallins permet de réduire la diffusion non contrôlée des dopants (par ex. du phosphore ou de l’arsenic, et de préférence du phosphore) dans la portion de détection 10, et ainsi de réduire le courant d’obscurité.
La taille dans le plan XY de la portion centrale 29 dopée n+ dépend de la taille de la photodiode 1 : pour une photodiode de 5µm de pas, elle peut être comprise entre 0.5 et 4µm environ (et de préférence inférieure à 2µm), et pour un pas de 10µm, elle peut être comprise entre 1 et 9µm environ.
Par ailleurs, la photodiode 1 comporte une portion intermédiaire périphérique 27, réalisée en une alternance de couches minces monocristallines de silicium germanium 27.1 et de germanium 27.2 (cf. ), et entourant la première région 11 dopée n+ dans le plan principal, au niveau de la première face 22a, et située entre et à une distance non nulle de la première région 11 dopée n+ et de la portion latérale périphérique 25 dopée p+.
La portion intermédiaire périphérique 27 s’étend donc suivant la direction -Z sur une profondeur non nulle de la portion de détection 10 à partir d’un plan passant par la première face 22a. Elle est également ici en saillie au-dessus de ce plan suivant la direction +Z et est au moins latéralement au contact de la couche isolante supérieure 23. Elle entoure la première région 11 dopée n+ dans le plan XY, de préférence entièrement, c’est-à-dire de manière continue, mais en variante, elle peut l’entourer de manière discontinue.
Elle est formée d’une pluralité de couches minces monocristallines de silicium germanium 27.1 et de germanium 27.2, réalisées les unes après les autres par épitaxie localisée dans une échancrure intermédiaire périphérique 26 réalisée au préalable dans la portion de détection 1 (cf. ). Elle présente une profondeur non nulle dans la portion de détection 10, à partir d’un plan passant par la face 22a, de préférence au moins égale à celle de la portion centrale 29 dopée n+, de manière à limiter la diffusion latérale des dopants de type n (ici le phosphore). A titre d’exemple, elle présente une profondeur de l’ordre de 200nm, et une dimension latérale dans le plan XY de l’ordre du micron.
Les couches minces 27.1 et 27.2 sont monocristallines. Pour cela, elles présentent une épaisseur inférieure ou égale à leur épaisseur critique à partir de laquelle les contraintes mécaniques relaxent de manière plastique (cf. par ex. la ). Aussi, la portion intermédiaire périphérique 27 présente une bonne qualité cristalline qui limite la composante de surface du courant d’obscurité. La proportion atomique de silicium dans les couches minces 27.1 de SiGe est de préférence au moins égale à 70%, de manière à limiter efficacement la diffusion latérale des dopants de type n. Les couches minces de germanium 27.2 permettent de limiter les contraintes mécaniques et ainsi de préserver la qualité cristalline de la portion intermédiaire périphérique 27. De préférence, la portion intermédiaire périphérique 27 est formée d’un nombre entier de paires de couches minces 27.1 et 27.2 (moyennant la dernière couche mince réalisée), de manière à limiter les contraintes mécaniques.
La photodiode 1 comporte en outre des contacts métalliques 31.1, 31.2 permettant de la polariser en inverse à partir du côté de la première face 22a. Ainsi, un contact métallique 31.1 est ici disposé sur et au contact de la portion centrale 29, et permet de polariser électriquement la première région 11 dopée n+. Un contact métallique 31.2 est ici disposé sur et au contact de la portion latérale périphérique 25, et permet de polariser électriquement la deuxième région 12 dopée p+. Les contacts métalliques 31.1, 31.2 sont ici isolés électriquement les uns des autres dans le plan XY par la couche isolante supérieure 23 et par une couche diélectrique de passivation 30. La photodiode 1 est destinée à être polarisée en inverse, par exemple en appliquant un potentiel électrique négatif à la portion latérale périphérique 25 dopée p+ et en portant la première région 11 dopée n+ à la masse.
D’une manière générale, à titre illustratif, la photodiode 1 peut présenter des dimensions dans le plan XY comprises entre 1µm et 100µm environ. L’épaisseur de la deuxième région 12 dopée p+ peut être comprise entre 20nm et 500nm environ. L’épaisseur de la région intrinsèque 13 peut être comprise entre 0.7µm et 2.5µm environ lorsque la photodiode 1 est destinée à détecter un rayonnement lumineux dans la gamme du SWIR ou du proche infrarouge (NIR). La zone 11.1 de la première région 11 dopée n+ peut présenter une profondeur comprise entre 10nm et 600nm environ. Les couches diélectriques 23 et 30 peuvent présenter ensemble une épaisseur permettant de recouvrir entièrement la face supérieure de la photodiode 1, par exemple comprise entre 10nm et 600nm environ, et l’épaisseur de la couche isolante inférieure 21 peut être comprise entre 50nm et 1µm environ.
Selon un mode de réalisation, la cellule d’entrée/sortie comprend en outre un condensateur connecté entre la première borne de signal et la grille du deuxième transistor NMOS.
Il est en effet possible d’observer des variations brusques de tension V2 sur la première borne de signal et un dépassement de la valeur de tension maximale V1 assez rapide pour ne pas déclencher le mécanisme de court-circuit suffisamment rapidement. Le condensateur permet alors d’appliquer une tension sur la grille du deuxième transistor à partir de la tension V2 présente sur la première borne de signal pour activer le mécanisme très rapidement le mécanisme de court-circuit.
Cela étant, ce condensateur forme avec la première résistance, et éventuellement la troisième résistance, un filtre RC. L’homme du métier saura choisir la valeur capacitive du condensateur de façon à ne pas perturber la transmission de signaux haute vitesse et haute fréquence.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de protection d’au moins un domaine d’un circuit intégré contre des surtensions, dans lequel le domaine fonctionne sous une tension d’alimentation V0, et est capable de supporter une tension maximale V1 supérieure à V0, et reçoit/transmet un signal via une première borne de signal d’une cellule d’entrée/sortie.
On connecte à l’intérieur de la cellule, entre une deuxième borne de signal connectée au domaine et un point froid d’alimentation, un réseau de N diodes en série, ledit réseau ayant une tension de seuil globale supérieure à V1, et en présence d’une tension V2 sur la première borne de signal supérieure à la tension V1, la cellule court-circuite elle-même automatiquement et de façon autonome au moins une des diodes de façon à limiter la tension sur la deuxième borne de signal à une valeur V3 inférieure à V1.
Selon un mode de mise en œuvre, le nombre N est choisi de façon à limiter les fuites de courant entre la deuxième borne de signal et le point froid d’alimentation en deçà d’un seuil lors du fonctionnement du domaine.
La illustre un circuit intégré IC, par exemple un microcontrôleur qui comprend plusieurs cellules d’entrée/sortie dont une seule référencée CEL est représentée à des fins de simplification. Cette cellule CEL est connectée à un domaine DV du circuit intégré IC.
La cellule d’entrée/sortie CEL comprend une première borne de signal E1 et une deuxième borne de signal ND3, ainsi qu’un réseau de diodes.
La première borne de signal E1 permet de recevoir un signal provenant de l’extérieur du circuit IC ou de transmettre un signal depuis la cellule d’entrée/sortie CEL. Ce signal peut-être un signal carré ou un signal sinusoïdal par exemple ayant une fréquence définie, par exemple 12 Mhz. La tension V2 de ce signal est donc appliquée entre la première borne de signal E1 et un point froid d’alimentation GND. La deuxième borne de signal ND3 est connectée au domaine DV configuré ici pour fonctionner sous une tension d’alimentation V0, par exemple 1,8 volts.
Cela étant, le domaine DV est ici capable de supporter une tension maximale V1, par exemple 3,6 volts, supérieure à V0.
Le réseau de diodes peut comprendre N diodes, par exemple 4 diodes D1, D2, D3 et D4 connectées en série entre la deuxième borne de signal ND3 et un point froid d’alimentation GND, typiquement la masse, de la cellule CEL.
Le choix du nombre N de diodes peut dépendre des paramètres du circuit lors du fonctionnement du domaine DV et sera donc détaillé par la suite lors de la description de la .
Le gaz source circule alors dans un circuit de circulation du gaz.
Un dispositif de filtration permettant de filtrer le gaz circulant pour en éliminer les impuretés peut avantageusement être agencé dans le circuit de circulation du gaz.
Un dispositif configuré pour produire un vide dans le compartiment de l’enceinte 9 où circule le gaz et optionnellement pour réintroduire le gaz source dans le circuit peut avantageusement être utilisé.
Protections antineutron Si les matériaux cibles sont susceptibles de produire des neutrons, on agence de préférence autour du dispositif une paroi de protection capturant les neutrons.
La paroi de protection capturant les neutrons peut contenir un matériau ralentissant les neutrons tel que de l’eau, de préférence en-dessous de sa température critique de 374 °C, ou de l’hydrure de calcium CaH 2 , de préférence en-dessous de sa température de fusion de 816°C, au sein desquels sont plongés des tubes ou des billes de bore ou encore des tubes contenant de l’hélium 3. Une épaisseur de 10 cm d’eau permet de diviser par environ 2,7 le nombres de neutrons rapides traversant la protection.
Protection anti-rayons gamma L’enceinte où se produit la fusion mais aussi l’enceinte d‘ionisation et la protection antineutrons si des neutrons sont susceptibles d’être produits, sont de préférence entourées d’une paroi de protection absorbant les rayons gamma. Une telle paroi est par exemple composée de plomb d’une épaisseur de 35cm ou de tungstène d’une épaisseur de 21cm, afin de protéger l’environnement des rayons gamma que les réactions nucléaires produisent et de les convertir en chaleur.
On peut également utiliser une paroi en iridium.
La protection anti rayons gamma est de préférence refroidie par une circulation interne d’un liquide caloporteur ou de composés chimiques tels que décrits précédemment réagissant de manière endothermique pour à la fois refroidir ladite protection anti rayonnement, capturer l’énergie issue de la réaction nucléaire, transformer ladite énergie en énergie chimique ou effectuer une ou des transformations chimiques désirées.
Les liquides circulant dans la protection anti rayons-gamma absorbent aussi des rayons gammas. L’épaisseur de la protection anti rayons gamma est de préférence calculée pour que la dose de rayonnements s’échappant du dispositif annuellement, et à tout moment, n’excède pas les limites réglementaires de protection de la santé.
Géométrie des protections De plus, une configuration permettant la déviation de la trajectoire des ions dans leur faisceau d’accélération à l’aide de champs magnétiques et éventuellement d’électrodes intermédiaires est de préférence utilisée de façon à protéger l’environnement et éventuellement la chambre d’ionisation des rayons gamma. Les ions produits dans la chambre d’ionisation peuvent par exemple contourner une paroi de protection anti rayons gamma séparant la chambre de réactions nucléaires de la chambre d’ionisation.
La configuration peut être encore améliorée en faisant transiter le faisceau d’ions dans une cavité non rectiligne disposée dans le matériau absorbant les rayons gammas de telle sorte que aucun rayon gamma ne peut aller en ligne droite depuis son lieu de production à l’entrée de la conduite. Il en est de même des autres cavités permettant par exemple d’évacuer le matériau produit, en particulier si ceux-ci sont gazeux et n’ont qu’un faible pouvoir d’absorption des rayons gamma. Dans le cas d’un turboréacteur ou d’un statoréacteur, le faisceau d’ions peut par exemple être avantageusement restreint à la périphérie ou au contraire au centre de celui-ci de telle sorte que les entrées et sorties dudit réacteur soient toutes séparées du lieu de réactions nucléaires par la protection anti rayons-gamma, comme par exemple représenté dans la .
La représente un turboréacteur ou statoréacteur 80 configuré en conséquence et comportant un dispositif de mise en œuvre de réactions de fusion nucléaire selon l’invention.
Le réacteur 80 s’étend le long d’un axe 105 et comporte une protection anti rayons gamma 86 par exemple en tungstène, en fer ou en inox, recouverte d’une protection contre les rayonnements infrarouges 81 qui réfléchit le rayonnement thermique généré par certaines parties du dispositif. La paroi intérieure de la protection contre les rayons gamma est de préférence revêtue d’un revêtement diélectrique 82. Un liquide caloporteur 83, par exemple du plomb à l’état liquide, peut circuler au sein de la protection anti rayons gamma 86 pour récupérer la chaleur produite. L’épaisseur de la protection anti rayons gamma est avantageusement variable (non représenté) en fonction de la position par rapport aux sources d’émission des rayons gamma décrites plus bas.
Le dispositif 80, s’il est un turboréacteur, comporte un compresseur 84 agencé au niveau de l’entrée d’air 100.
L’air entre dans le réacteur 80 par l’entrée 100, éventuellement compressé par le compresseur 84. Il est ensuite chauffé dans une enceinte principale 93, notamment par le flux d’ions ralentis par effet Bragg et réagissant nucléairement avec le diazote et le dioxygène de l’air sous pression, le long de la paroi de la cavité.
Un générateur d’ions 85, par exemple des ions de deutérium, produit des ions. Les ions sont dirigés vers un accélérateur d’ions 87 configuré pour accélérer les ions. En sortie de l’accélérateur 87, les ions pénètrent dans une première enceinte 88, avantageusement configurée pour permettre des premières réactions nucléaires avec des matériaux cibles contenus dans l’enceinte 88, par exemple du di-deutérium ou du dihydrogène maintenus à une pression supérieure à leur pression critique, par exemple à 15 atmosphères, ou du lithium 6 ou 7 ou du bore.
Parmi ce type de copolymères, on utilisera plus particulièrement ceux formés à partir d’un mélange de monomères comprenant :
(i) essentiellement de l’acide acrylique,
(ii) un ester de formule (II) décrite ci-dessus et dans laquelle R 2 désigne H ou CH 3 , R 3 désignant un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone,
(iii) et un agent réticulant, qui est un monomère insaturé polyéthylénique copolymérisable bien connu, comme le phtalate de diallyle, le triméthylolpropane tri(meth)acrylate, diallyl itaconate, diallyl fumarate, diallyl maléate, zinc (meth)acrylate, le (méth)acrylate d’allyle, le divinylbenzène, le diméthacrylate de (poly)éthylèneglycol, le méthylène-bis-acrylamide, et l’huile de ricin.
Selon un mode de réalisation, le polymère réticulé ou le copolymère réticulé est un polymère ou copolymère d’acide acrylique et/ou d’acide méthacrylique, et/ou d’acrylate d’alkyle comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, et/ou de méthacrylate d’alkyle comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation, le copolymère réticulé est un copolymère réticulé d’acide méthacrylique et d’acrylate d’alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence 2 atomes de carbone.
Dans le cadre de l’invention, et sauf mention contraire, on entend par « copolymère réticulé d’acide méthacrylique et d’acrylate d’alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbones », un copolymère réticulé résultant de la polymérisation d’un monomère d’acide méthacrylique et d’un monomère d’acrylate d’alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbones.
De préférence, dans ce copolymère, l’acide méthacrylique représente de 20% à 80% en poids, de préférence de 35% à 65% en poids du poids total du copolymère.
De préférence, dans ce copolymère, l’acrylate d’alkyle représente de 15% à 80% en poids, de préférence de 35% à 65% en poids du poids total du copolymère.
En particulier, l’acrylate d’alkyle est choisi parmi le méthacrylate d’alkyle, l’acrylate d’éthyle et l’acrylate de butyle.
Selon un mode de réalisation, le polymère réticulé ou le copolymère réticulé selon l’invention, présent dans la phase aqueuse continue, est choisi dans le groupe constitué des polymères ou copolymères suivants : Acrylates Copolymer, Acrylates crosspolymer-4, Acrylates crosspolymer-3, Polyacrylate-2 Crosspolymer et Polyacrylate-14 (noms INCI).
Parmi lesdits polymères ci-dessus, on préfère tout particulièrement, selon la présente invention, les produits vendus par la société LUBRIZOL sous les dénominations commerciales Fixate Superhold (nom INCI = Polyacrylate-2 Crosspolymer), Fixate Freestyle Polymer (nom INCI = Acrylates crosspolymer-3), Carbopol ® Aqua SF1 (nom INCI = Acrylates copolymer) et Carbopol ® Aqua SF2 (nom INCI = Acrylates crosspolymer-4).
De préférence, le copolymère réticulé est le Carbopol ® Aqua SF1 (nom INCI = Acrylates copolymer).
Selon un mode de réalisation, le copolymère réticulé est choisi parmi les copolymères réticulés d’acide acrylique ou méthacrylique et d’acrylates d’alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbone.
Selon l’invention, la dispersion de l’invention peut comprendre de 0,1% à 10% en poids, de préférence de 0,5% à 8% en poids, et préférentiellement de 1% à 3% en poids de polymère(s) réticulé(s) ou copolymère(s) réticulé(s) par rapport au poids total de ladite dispersion.
Selon l’invention, les dispersions selon l’invention peuvent comprendre un carbomère et un copolymère réticulé Carbopol ® Aqua SF1 (nom INCI = Acrylates copolymer).
- des solutions synthétiques ;
- des solutions naturelles, telles que des eaux douces provenant des lacs ou des rivières, des eaux sous-terraines, des eaux saumâtres, de l’eau de mer ;
- des eaux de production industrielle, des eaux de production pétrolière ou des solutions biologiques.
De manière préférée, lesdites solutions électrolytiques sont des solutions aqueuses comprenant un soluté choisi parmi les halogénures alcalins ou les halogénures alcalino-terreux, de préférence choisi parmi LiCl, NaCl, KCl, CaCl 2 et MgCl 2 , de manière davantage préféré le soluté est le NaCl.
Pour améliorer le flux osmotique généré de part et d’autre de la membrane selon l’invention le pH des solutions peut être ajusté en fonction du point isoélectrique du ou des matériaux constituant la membrane.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par pH iso , le pH du point isoélectrique du ou des matériaux constituant la membrane. Le pH iso se mesure par des méthodes connues de l’homme du métier, notamment par la méthode de titration potentiométrique acide/base.
Plus favorablement encore, pour accroître l’asymétrie du dispositif et amplifier la quantité d’énergie électrique produite par le dispositif, un gradient de pH pourra également être établi entre les deux réservoirs, la différence de pH entre les deux solutions sera supérieure à 1, préférentiellement supérieure à 2.
Chacun des réservoirs A et B du dispositif selon l’invention comprend également une électrode (30A, 30B) disposée de manière à entrer en contact avec la solution électrolytique (22A, 22B).
Différents types d’électrodes pourront être utilisés pour la récupération du potentiel ou courant électrique développé entre les deux réservoirs.
Tous types d’électrodes capables de collecter le flux de ion Na + ou Cl - pourront être utilisés, et de préférence les électrodes composés d’Argent et Chlorure d’Argent (Ag/AgCl), de Carbone et Platine (C/Pt-), de Carbone (C-), de Graphite ou encore de complexes de Fer du type [Fe(CN)6] 4– /[Fe(CN)6] 3– .
Les électrodes peuvent être partiellement ou entièrement plongées dans les solutions électrolytiques. Il pourrait également être prévu que les électrodes se présentent sous la forme d’au moins une partie d’une paroi des réservoirs.
Les électrodes peuvent notamment être des électrodes à circulation (en anglais « redox-flow »). Le principe de ces électrodes repose sur une réaction d’oxydation et une réaction de réduction au niveau de chacune des électrodes.
Les électrodes sont préférentiellement des électrodes capacitives ou supercapacitives. Le principe de ces électrodes repose sur une interaction des électrodes et de l’électrolyte qui entraîne l’apparition spontanée d’une accumulation de charges aux interfaces.
Ces électrodes sont reliées ensemble à un dispositif (32) permettant de capter puis fournir l’énergie électrique spontanément générée par le différentiel de potentiel existant entre elles. Ces électrodes peuvent notamment être reliées par de simples câbles reliant une batterie, une ampoule ou toute autre forme de consommateur électrique.
Le dispositif ainsi décrit permet de récolter l’énergie électrique résultant du flux ionique chargé traversant la membrane nano-fluidique.
Dans un mode particulier de l’invention, le dispositif peut comprendre N réservoirs (20) et N-1 membranes (10), N étant un nombre entier, notamment compris entre 3 et 100, en particulier compris entre 3 et 50.
La résine époxyde (A) présente une viscosité comprise entre 1 Pa.s et 150 kPa.s à une température comprise entre 20°C et 25°C. La résine époxyde (A) peut être, par exemple, une résine avec une viscosité de 16,9 kPa.s (+/- 20%) à 25°C et de 113,0 kPa.s à 20°C.
La viscosité est mesurée à une température comprise entre 20°C et 25°C, utilisant un appareil Rhéomètre ARES, de la société TA ® instruments Brookfield LV DV I+ de la société BROOKFIELD ENGINEERING LABORATORIES, INC. Le rhéomètre ARES utilise une géométrie plan/plan avec des disques aluminium de 25 mm (géométrie supérieure) et 40 mm (géométrie inférieure). La composition est déposée à chaud (60 °C) sur les géométries puis refroidie à une température comprise entre 20°C et 25°C pour réaliser la mesure de viscosité. L’essai « DFS » Dynamic Frequency Sweep (strain controlled) 1-100 rad/s est réalisé avec une déformation d’environ 1 %. La mesure de viscosité est relevée pour une fréquence de 1 rad/s.
La composition selon l’invention peut être préparée par un mélange des composants (A) et (B) comme indiqué dans les exemples. En particulier, le procédé consiste à mélanger une résine époxyde (A) et d’un liquide ionique (B) tels que définis ci-dessus, jusqu’à l’obtention d’une composition homogène, à une température qui évite l’amorçage de la polymérisation de (A).
La composition peut être préparée dans un réacteur simple (en verre) muni d’une pale d’agitation et sous air. La température peut être contrôlée par une plaque chauffante et un bain d’huile silicone.