INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
DIODE ELECTROLUMINESCENTE A INJECTION ELECTRIQUE OPTIMISEE DEPUIS UNE ELECTRODE LATERALE L’invention concerne le domaine des LED (diodes électroluminescentes), et plus particulièrement celui des LED dont une des électrodes est réalisée sous la forme d’un contact latéral.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une LED est généralement composée d'un empilement d'au moins deux matériaux semi-conducteurs de type de conductivité opposée, formant des couches de transport de porteurs de charge électrique, et insérés entre deux électrodes. Une zone de recombinaison, formant une zone active par exemple composée d’un ou plusieurs puits quantiques superposés, est présente entre les deux matériaux semi-conducteurs de type de conductivité opposée. Lorsqu'une tension est appliquée entre les deux électrodes, des porteurs de charge électrique sont injectés via lesdites électrodes dans l'empilement de semi-conducteurs, puis sont transportés dans les semi-conducteurs. Des électrons sont injectés depuis la cathode (électrode en contact avec le semi-conducteur de type n), alors que des trous sont injectés depuis l'anode (électrode en contact avec le semi-conducteur de type p). Des paires électron-trou peuvent alors se former dans la zone active de l'empilement, et générer des photons s'échappant de l'empilement de semi-conducteurs par une surface émissive de la LED qui se trouve généralement du côté de l’une des deux électrodes.
Afin de maximiser l’émission lumineuse de la LED, il convient de maximiser la surface émissive de celle-ci en réduisant le plus possible la surface occupée par l’électrode localisée du côté de la surface émissive. Le document FR 3 008 547 A1 décrit une LED dans laquelle l’électrode localisée du côté de la face émissive de la LED est réalisée sous la forme d’un contact électrique latéral, c’est-à-dire disposée contre une face latérale de l’empilement, libérant ainsi totalement la surface émissive de la LED.
D’autres améliorations existent également pour augmenter l’émission lumineuse d’une LED.
Par exemple, pour prévenir la diffusion de dopants dans la zone active de la LED, ce qui aurait pour conséquence de réduire sa capacité à convertir des paires électrons-trous en photons à la longueur d’onde souhaitée, il est connu d’introduire une couche semi-conductrice non dopée adjacente à la zone active, par exemple entre la zone active et la couche de semi-conducteur dopé n.
En outre, en particulier avec des LED à base de GaN, il est connu d’introduire une couche de blocage de porteurs adjacente à la zone active de la LED, dont le but est de confiner les porteurs concernés dans la zone active. On parle alors de couche de blocage d’électrons, ou « Electron Blocking Layer » (EBL) en anglais, ou de couche de blocage de trous, ou « Hole Blocking Layer » (HBL) en anglais. Ces couches se distinguent par leur intimité avec la zone active et par leur nature différente permettant de former une barrière s’opposant à la circulation des porteurs. Par exemple, dans une LED à base de GaN, une EBL composée d’AlGaN ou d’InAlGaN (dont le gap est plus grand que celui du GaN) peut être insérée entre la zone active et la couche de transport de trous à base de GaN dopé p.
Afin de limiter les défauts de croissance dans la zone active d’une LED, il est également connu de débuter la croissance du semi-conducteur de la LED sur un substrat de croissance (par exemple en silicium) par des couches épaisses et ou des alternances de couches de matériaux présentant des paramètres de maille différents et se rapprochant progressivement de celui du matériau de la zone active. Ainsi, de telles couches, appelées couches tampon ou couches buffer, permettent de compenser au moins en partie la différence de paramètre de maille entre le substrat de croissance et le semi-conducteur composant la zone active de la LED. Ces couches tampon ne sont pas électriquement actives (car elles ne sont pas traversées par un courant) et sont de plus non dopées électriquement. Dans le cas d’une LED de type VTF (« Vertical Thin Film » en anglais, ou couches minces verticales), les couches tampon sont éliminées pendant le procédé de réalisation de la LED.
En outre, l’efficacité d’une LED est le produit de plusieurs efficacités dont l’extraction, c’est-à-dire la probabilité pour un photon de s’échapper de l’empilement composant la LED. Différentes méthodes existent dans le but d’exacerber l’extraction, dont une en particulier qui consiste à réduire l’épaisseur de l’empilement de semi-conducteurs formant la LED de manière à générer des interférences constructives de type Fabry Perot et à limiter l’absorption optique de cet empilement.
Un positionnement judicieux des électrodes permet également de distribuer uniformément le courant dans la zone active de la LED. En effet, une distribution uniforme du courant dans la zone active de la LED accroit son efficacité car la densité de courant locale circulant dans la LED est minimisée. Différentes géométries d’électrode permettent de distribuer uniformément le courant dans la zone active de la LED.
L’amélioration de l’uniformité de distribution du courant dans la zone active de la LED est également obtenue en réalisant une couche de transport de charge (donc dopée) épaisse, et/ou en introduisant une couche dite de « spreading », ou d’étalement, caractérisée par une conductivité plus élevée que celle du semi-conducteur sur laquelle elle est formée. Cette interface entre ces deux matériaux de conductivité différente permet d’améliorer l’uniformité de distribution du courant.
Il s’avère complexe de satisfaire à la fois aux contraintes de l’optimisation de l’extraction et à celles de l’uniformisation de la distribution du courant qui sont contradictoires, en particulier dans les LED de faible épaisseur. En effet, pour optimiser l’efficacité d’une LED, il est indispensable d’optimiser l’extraction d’une LED. Or, pour optimiser l’extraction il est souhaitable de minimiser l’épaisseur de l’empilement semi-conducteur pour limiter l’absorption optique induite par les matériaux de la LED et pour se placer dans des conditions d’interférences lumineuses constructives. Parallèlement, pour distribuer le courant uniformément au travers de la zone active de la LED, et par conséquent atteindre les flux optiques les plus élevés, il est requis d’accroitre l’épaisseur d’une couche de transport et/ou d’utiliser une couche de spreading et de la rendre la plus conductrice possible pour minimiser les pertes ohmiques.
Cette criticité est accrue par l’emploi d’une électrode réalisée sous la forme d’un contact électrique latéral. En effet, contrairement à une électrode planaire, c’est-à-dire une électrode formée sur un plan normal à la direction de croissance de l’empilement semi-conducteur, l’injection au travers d’une électrode latérale n’est pas uniforme puisque la densité de courant injectée est plus importante sur les parties de l’électrode les plus proches de la contre-électrode (et donc à priori de la zone active).
Pour illustrer une mise en œuvre d’un procédé selon des modes de réalisation dans une installation industrielle, un exemple d’installation industrielle est illustré par la .
L’installation comporte un ensemble (COMPNT) 1001 de cuves 1002 à 1009 de composants (C #1, …, #8). Chaque cuve comporte un composant utilisé dans le procédé de fabrication d’un produit au sein de l’installation. Par exemple, le produit final est un gâteau et les cuves comportent les composants de ce gâteau tels que du lait, du sucre, de la farine, des œufs, de l’huile, de la levure, des amandes, des fruits.
L’installation comporte en outre divers blocs (BLK #1, …, #5) d’équipements (EQUIP), 1010 , 1012 , 1015 , 1019 , 1022 utilisant les divers composants. Par exemple le bloc 1010 comporte un unique équipement 1011 de culture de levain. Le bloc 1012 comporte par exemple deux équipements 1013 , 1014 , respectivement de pétrissage de pâte et de repos pour la pâte. Le bloc 1015 comporte quant à lui par exemple trois équipements 1016 , 1017 , 1018 , respectivement de moulage, de cuisson et de refroidissement. Le bloc 1019 comporte quant à lui deux équipements 1020 , 1021 de démoulage et de contrôle des gâteaux. Enfin le bloc 1022 comporte un équipement 1023 de conditionnement des gâteaux.
Par exemple les composants C #1 à C #3 sont fournis à l’équipement de culture du levain 1011 et les composants C #2 à C #8 sont fournis à l’équipement de pétrissage 1013 . L’équipement 1011 produit en sortie du levain qui est aussi fourni à l’équipement de pétrissage qui à son tour produit une pâte à gâteau. Cette pâte est fournie à l’équipement 1014 pour la faire reposer. La pâte reposée est ensuite fournie à l’équipement 1016 pour mouler les gâteaux qui sont ensuite fournis à l’équipement 1017 pour cuisson. Une fois cuits, les gâteaux sont fournis à l’équipement 1018 pour refroidissement. Ils sont ensuite démoulés dans l’équipement 1020 . Un contrôle qualité est effectué dans l’équipement 1021 . Une fois les gâteaux non conformes filtrés, ils sont conditionnés dans l’équipement 1023 pour transport vers leur lieu de distribution.
Dans ce qui suit, l’étape de cuisson dans l’équipement 1017 va être particulièrement considérée. Pour la mise en œuvre du moteur de contextualisation, on pourra se référer à la description ci-avant, en particulier à l’organigramme de la .
Il est supposé que l’équipement comporte deux fours, chaque four étant équipé d’un capteur mesurant la température à l’intérieur du four et un capteur mesurant l’humidité à l’intérieur du four. Chaque four est en outre équipé d’un système de pilotage automatisé qui, à chaque instant, est capable de renvoyer l’état du four (cuisson, attente) ainsi que le numéro de lot de la pâte utilisée pour la production en cours de cuisson.
Il est en outre supposé que des données relatives à la qualité de pâte (matière sèche, viscosité) sont collectées pour chaque numéro de lot de pâte mis en œuvre.
La mise en œuvre d’un procédé tel que décrit ci-avant dans cette installation permet de réaliser les opérations suivantes.
Tout d’abord, les données issues des différents capteurs, les informations d’état des deux fours ainsi que les informations relatives au numéro de lot de la pâte utilisée sont collectées. Les données de capteurs sont stockées. Cela correspond aux étapes 802 et 807 déjà décrites ci-avant.
Les données de traçabilité sont ensuite générées en s’appuyant sur l’information d’état des fours. Ceci correspond à l’étape 809 décrite ci-avant. Dans le présent exemple, à chaque fois que l’état du four passe de l’état « attente » à l’état « cuisson » une nouvelle opération comportant une seule phase est créée avec comme date et heure de début de phase, la date et l’heure de constatation de la transition. Un numéro unique d’opération est alors par exemple généré avec un format AAAA-MM-JJ-XXX (avec AAAA étant l’année, MM le mois, JJ le jour et XXX un numéro séquentiel remis à 0 à chaque début de journée de production). La date et heure de fin de phase déterminée ultérieurement correspond à la date et l’heure de constatation de la transition de l’état « cuisson » à l’état « attente ». La localisation attribuée à cette phase est la référence du four dont la donnée d’état a été utilisée pour créer l’opération. Ce processus de création de traçabilité est réalisé en parallèle sur les données issue des deux fours. La collecte, l’extraction et le stockage des données utiles pour cette création correspondent aux étapes 802 , 804 , et 806 .
Toujours conformément à ce qui a été décrit précédemment pour les étapes 803 , 805 , 808 , une information de généalogie de type 1->N est générée en associant le numéro de lot de la pâte utilisée (amont) avec le numéro d’opération qui vient de mettre en œuvre la pâte (aval).
Par exemple, conformément à l’étape 81 1 déjà décrite, une première opération de fusion de traçabilité est utilisée pour calculer des indicateurs dérivés de la température pour chaque opération de cuisson. Pour l’opération considérée, le capteur de température correspondant au four désigné dans la localisation est sélectionné. Ensuite, selon l’étape 812 , les données de ce capteur comprises dans la fenêtre de temps entre le début et la fin de la phase tel que décrite dans l’opération sont sélectionnées. Conformément à l’étape 813 , les opérations d’agrégation sur ces données sont ensuite réalisées. Dans le présent exemple, trois indicateurs différents peuvent être calculés : la moyenne, le minimum et le maximum de la température. Les trois résultats sont stockés pour cette opération en vue d’être utilisés ultérieurement.
Pour compléter les données liées à l’opération de cuisson, une opération de fusion de généalogie est réalisée conformément à l’étape 814 . Les données de qualité (matière sèche, viscosité) correspondant au numéro de lot de pate mise en œuvre dans l’opération de cuisson sont récupérées et stockées au niveau de l’opération de cuisson.
A l’issue de ce processus, pour chaque opération de cuisson, sont disponibles : un numéro unique d’opération de la forme AAAA-MM-JJ-XXX, une phase avec une Date / Heure de début et une Date / Heure de fin et cinq données : température moyenne, température minimum, température maximum, viscosité de la pâte mise en œuvre, matière sèche de la pâte mise en œuvre.
Pour chaque opération de cuisson les données de généalogie donnent le numéro de lot de pâte mise en œuvre (Amont), le type de généalogie : 1->N et le numéro unique d’opération de cuisson de la forme AAAA-MM-JJ-XXX dans laquelle la pâte a été mise en œuvre.
Toutes ces données permettent le contrôle de l’installation, en déterminant le réglage pour ajuster la température de consigne du four.
De manière préférentielle, dans le procédé de l’invention, une pression moyenne dans la couche de gaz est comprise entre 0.1 atm et 200 atm, préférentiellement comprise entre 0.5 atm et 50 atm
Un autre objet de l’invention est un système d’accélération d’électrons par interaction laser-plasma comprenant : une cible à l’état condensé recouverte d’une couche de gaz, un système laser adapté pour générer au moins une impulsion laser un système optique adapté pour diriger ladite au moins une impulsion laser sur une surface (SS) de la cible à l’état condensé le système laser et le système optique étant en outre configurés de telle sorte que l’intensité de ladite au moins une impulsion soit suffisante pour : générer, à partir de la cible à l’état condensé, un plasma dense; après réflexion par le plasma dense, générer un sillage dans la couche de gaz ; chauffer les électrons dudit plasma dense à une énergie telle qu’un paquet desdits électrons soit injecté dans ledit sillage pour y être accéléré le système optique étant en outre adapté pour que ladite impulsion, ou au moins l’impulsion, destinée à être réfléchie par le plasma dense et à chauffer les électrons de ce dernier, soit en incidence oblique en polarisation s sur ladite cible.
De manière préférentielle, selon une première variante, le système laser et le système optique sont configurés pour : Générer une première dite impulsion, dite pré-impulsion, et la diriger vers la cible pour générer ledit plasma dense, Générer une seconde dite impulsion, dite impulsion principale, et la diriger vers la cible pour générer ledit sillage dans la couche de gaz et induire ledit chauffage des électrons dudit plasma dense, ladite impulsion principale, lors de sa réflexion par le plasma dense, étant superposée spatialement à la pre-impulsion.
De manière préférentielle, dans cette première variante, ledit système laser est adapté pour que le contraste temporel de l’impulsion principale soit supérieur à , préférentiellement supérieur à .
De manière préférentielle, le système de l’invention comprend un bec de gaz relié à un réservoir de gaz, le bec de gaz étant adapté pour délivrer un jet de gaz configuré pour former la couche de gaz. De manière encore préférentielle, le système de l’invention comprend une cellule de gaz scellée ou partiellement scellée par la cible, le bec de gaz étant adapté pour délivrer le jet de gaz dans la cellule de gaz. De manière encore préférentielle, la cible est formée par une portion de ruban qui se déroule d’une bobine, ledit système comprenant un ensemble moteur adapté pour dérouler ledit ruban dans la cellule.
De manière préférentielle, dans le système de l’invention, le réservoir de gaz comprend de l’hélium et/ou de l’hydrogène et/ou de l’azote.
De manière préférentielle, dans le système de l’invention, le bec de gaz est adapté pour qu’une pression moyenne dans la couche de gaz soit comprise entre 0.1 atm et 200 atm, préférentiellement comprise entre 0.5 atm et 50 atm.
et , une illustration schématique des méthodes connues de l’art pour accélérer des électrons par interaction laser-plasma dans le vide et par mécanisme de sillage laser respectivement,
, un schéma de principe du système selon une variante préférée de l’invention,
, trois représentations instantanées a, b et c d’une simulation de code PIC, obtenues à différents instants du procédé selon la variante préférée de l’invention,
une représentation graphique d’un spectre du faisceau d’électrons généré par le système de l’invention obtenu par simulation,
une représentation graphique d’un résultat expérimental : un spectre du faisceau d’électrons généré par le système de l’invention
, une représentation schématique d’un système selon un premier mode de réalisation de l’invention,
, une représentation schématique du système selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
, une représentation schématique du système selon un troisième mode de réalisation de l’invention,
Dans ce qui précède, les consommations de puissance ont été données à titre purement indicatif et non limitatif. Il conviendra d’adapter l’architecture électrique en fonction des besoins réels liés aux vols de l’aéronef.
Il apparaît de ce qui précède que les sources d'énergie électrique stockée sont du type forte puissance / faible capacité, tandis que la source de génération électrique est du type forte capacité / faible puissance. Cela découle du fait que les sources d'énergie électrique stockée sont utilisées comme tampons d’énergie et que la source de génération électrique est dimensionnée en regard des consommations du vol horizontal et pour permettre de recharger les tampons d’énergie.
Cette dualité, mise en œuvre grâce à l’architecture décrite plus haut selon laquelle tous les circuits électriques sont reliés entre eux tout en étant rendus indépendants par des protections, permet de créer de la redondance garantissant le one-fail-safe tout en optimisant le dimensionnement des éléments. Ainsi, l’aéronef selon l’invention minimise les surcoûts liés à la mise en œuvre du one-fail-safe et met en œuvre une architecture réellement hybride dans laquelle les sources d’électricité sont réellement complémentaires à chaque étape du vol.
Il convient également de noter que les figures représentent des schémas électriques de l’aéronef. Ainsi, malgré le fait que les rotors 42 et 44, 46 et 48, 52 et 54, 56 et 58 sont représentés côte à côte, cela ne sera pas forcément le cas d’un point de vue mécanique. En effet, les rotors sont assemblés par paire dans un groupe d’entraînement vertical de sorte à ce qu’une panne n’entraîne pas une déstabilisation de l’aéronef. Les rotors d’un même groupe d’entraînement vertical seront donc généralement disposés de manière symétrique par rapport au centre de l’aéronef.
De plus, bien que les figures représentent un aéronef avec 2 propulseurs, 8 rotors et 2 générateurs à turbine, leur nombre peut être différent. En effet, il peut y avoir plus de 2 propulseurs, et il peut y avoir plus de deux groupes d’entraînement vertical par groupe d’entraînement horizontal. De même, la commande 4 peut également être doublée afin d’assurer un degré supplémentaire de résilience.
Enfin, le fait qu’un groupe d’entraînement vertical donné ne peut être relié qu’à un groupe d’entraînement horizontal permet de simplifier la commande de l’architecture. En effet, ce principe permet de contrôler la redondance et le dimensionnement par le nombre de groupes d’entraînement vertical différents reliés à un même groupe d’entraînement horizontal. Et la résilience est organisée par les commutateurs des groupes d’entraînement horizontal, ce qui peut être réalisé de manière simple. Cela est beaucoup plus efficace que dans un schéma dans lequel un groupe d’entraînement vertical pourrait être relié à plusieurs groupes d’entraînement horizontal, ce qui poserait des problèmes conséquents de commande, tant en régime permanent qu’en régime dégradé.
En variante, comme suggéré plus haut, l’aéronef pourrait être chargé au sol, de sorte que les sources d'énergie électrique stockée soient remplies à 100% au décollage. Cela permet alors de mettre en œuvre d’autres schémas de vol, en augmentant le rayon d’action de l’aéronef, Ainsi que de limiter les émissions sonores et les émissions de polluants lors des phases de décollages et atterrissages à basse altitude.
DISPOSITIF AERONAUTIQUE DE STOCKAGE DE GAZ LIQUEFIE A COLLECTEUR La présente invention concerne le domaine de l’aéronautique.
Depuis ses débuts, l’aéronautique a utilisé des moteurs à essence à haut indice d’octane. Après 1945, le développement du réacteur et de la turbine a conduit à l’utilisation du kérosène, dont la masse moléculaire est plus élevée que celle de l’essence et dont l’inflammabilité est inférieure. Le stockage de ces carburants est effectué dans des réservoirs situés dans les ailes, dans la liaison fuselage-aile ou dans la queue.
La tendance à la réduction des émissions de gaz carbonique a conduit à des moteurs consommant moins. Toutefois les gains sur les émissions de gaz carbonique s’amenuisent au fur et à mesure de la maturité des certaines technologies, notamment la vitesse en extrémité des pales des aubes. Il est apparu de plus en plus souhaitable d’introduire une rupture.
Au sol, la conservation de tels gaz e est en général effectuée dans des enveloppes sous pression trop lourdes, trop volumineuses et contenant trop d’énergie potentielle de pression pour être embarquées à bord d’un aéronef ou dans des réservoirs cryogéniques soudés et/ou collés. La conservation cryogénique de tels gaz est limitée à une durée limitée proportionnelle au volume stocké.
Le besoin est apparu de stocker du gaz de propulsion au sein d’un aéronef et d’extraire du stockage pour sa consommation à bord ledit gaz de propulsion tout en mettant en œuvre les savoir-faire de maintenance aéronautique et en évitant le besoin d’une nouvelle normalisation. En effet, l’élaboration de normes nouvelles est un processus long et consommateur de temps, d’où un risque de générer des retards dans la commercialisation d’avions à gaz. L’acquisition de nouveaux savoir-faire de maintenance est également long, coûteux, voire peut susciter des réticences.
L’invention propose un dispositif de réservoir cryogénique aéronautique de stockage de gaz, de forme sphérique ou annulaire autour d’un axe, comprenant un récipient intérieur définissant une chambre de stockage de gaz liquéfié, une enveloppe extérieure contenant le récipient intérieur, une chambre d’isolation définie entre le récipient intérieur et l’enveloppe extérieure, la chambre d’isolation à pression réduite présentant une étanchéité égale ou meilleure que 10 -9 millibar*litre/seconde, un collecteur amovible traversant l’enveloppe extérieure et le récipient intérieur de manière étanche, le collecteur s’étendant sur un diamètre ou une diagonale du récipient intérieur et présentant une extrémité libre voisine d’un fond du récipient intérieur, et une conduite alimentée par le collecteur. Grâce à l’invention, le réservoir cryogénique répond aux exigences de faible masse et de compacité. Le réservoir cryogénique peut fournir du liquide combustible ou comburant sous la forme de gaz liquéfié.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un col souple isolant thermiquement formant interface étanche entre le collecteur d’une part et d’autre part l’enveloppe extérieure et le récipient intérieur, le col étant ménagé autour d’une portion du collecteur, le col traversant la chambre d’isolation pour permettre un démontage du collecteur indépendant de la pression dans la chambre d’isolation. Le collecteur est aisé à démonter et à remonter pour une maintenance rapide.