INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La deuxième source de lumière 200 comprend au moins un deuxième nanofil actif 201 s’étendant depuis la face supérieure 20 du substrat 2, et préférentiellement une pluralité de deuxièmes nanofils actifs 201. Les deuxièmes nanofils actifs 201 forment de préférence un cristal photonique pouvant être décrit de la même façon que le cristal photonique formé par les premiers nanofils actifs 101. Les deuxièmes nanofils 201 sont avantageusement disposés selon des rangées orientées selon une première direction et/ou une deuxième direction. Ces rangées sont nommées deuxièmes rangées et deuxièmes rangées secondaires respectivement. Les deuxièmes rangées et les deuxièmes rangées secondaires sont respectivement au nombre de N LED,x, 2 et N LED,y, 2 . Elles sont par ailleurs repérées à l’aide d’une indexation allant de 1 à N LED,x, 2 en s’éloignant de la première zone de transition et de 1 à N LED,y, 2 respectivement. Les deuxièmes rangées sont avantageusement séparées par des deuxièmes distances prises selon la première direction ayant une valeur sensiblement égale à une deuxième distance cible p 2 0 ,x . Il est entendu que du fait des imprécisions découlant des procédés de fabrication, la distance entre deux deuxièmes rangées voisines peut varier autour de la deuxième distance cible p 2 0 ,x . Les variations de la valeur de la distance entre deux deuxièmes rangées voisines dues aux aléas de fabrication peuvent être estimées à environ 10% de la valeur cible.
Comme pour les premiers nanofils 101, on définit pour chaque deuxième nanofil 201 un deuxième diamètre réel noté φ 2,n , n indexant les deuxièmes nanofils et variant donc de 1 à N 2 , N 2 étant le nombre de premiers nanofils 101. Ce premier diamètre réel est de préférence tel que 0,9.φ 2 0 2,n 2 0 , φ 2 0 , étant un deuxième diamètre cible.
La zone de transition 1000 sépare la première LED 100 et la deuxième LED 200. Plusieurs configurations de la zone de transition sont envisageables. Par exemple, il est possible de prévoir qu’au sein de la zone de transition, et séparant donc la première LED 100 et la deuxième LED 200, se trouvent : la première sous-zone de transition 1100 telle que décrite précédemment bordant la première LED 100, éventuellement une deuxième sous-zone de transition 1200 bordant la deuxième LED 200, éventuellement une sous-zone seuil telle que décrite précédemment et séparant la première sous-zone de transition 1100 et la deuxième sous-zone de transition 1200. Les caractéristiques de la première sous-zone de transition 1100 s’applique mutatis mutandis à la deuxième sous-zone de transition 1200.
Avantageusement, les premiers diamètres de transition et/ou les distances entre premières rangées de transition voisines varient progressivement : de la valeur cible des premiers diamètres, φ 1 0 , des premiers nanofils 101 de la première LED 100, à la valeur cible des deuxièmes diamètres, φ 2 0 , des deuxièmes nanofils 201 de la deuxième LED 200, les valeurs φ 1 0 et φ 2 0 étant prises par les diamètres des nanofils de transition 1001 des premières rangées de transition n°1 et N trans,x,1 respectivement, et/ou de la première distance cible, p 10,x , à la deuxième distance cible, p 20,x , les valeurs p 10,x et p 20,x étant respectivement prises entre la première rangée de transition n°1 et la première rangée de transition n°2 d’une part et la première rangée de transition n°N trans,x,1 -1 et la première rangée de transition n° N trans,x,1 d’autre part, respectivement.
La illustre par exemple le cas où le diamètre des nanofils de transition 1001 varie de φ 1 0 à φ 2 0 lorsque l’on parcourt la zone de transition 1000 de la première LED 100 à la deuxième LED 200.
La illustre notamment le cas où la distance entre deux premières rangées de transition successives varie de p 1 0,x à p 2 0,x lorsque l’on parcourt la zone de transition 1000 de la première LED 100 à la deuxième LED 200.
Cette variation de préférence continue voire monotone forme une transition douce entre les première et deuxième LED 100, 200. Cela permet d’éviter des ruptures de symétrie entre les différents réseaux de nanofils formant les première et deuxième LED 100, 200. Les effets de bord sont ainsi avantageusement limités ou supprimés.
Préférentiellement, cette variation des premiers diamètres de transition et/ou des distances entre premières rangées de transition voisines est linéaire.
Les modes de réalisation décrits précédemment, dans lesquels le dispositif 1 comprend une zone de transition et respectivement une et deux LEDs, peuvent s’étendre à des dispositifs comprenant un nombre supérieur de LEDs et de zones de transition. Un dispositif à trois LEDs 100, 200, 300 et deux zones de transition 1000, 2000 séparant respectivement la première et deuxième LED 100, 200 d’une part et la deuxième et une troisième LED 200, 300 d’autre part, est par exemple illustré à la . Selon une possibilité, le dispositif comprend trois LEDs 100, 200, 300 et trois zones de transition 1000, 2000, 3000, la première zone de transition 1000 séparant les première et deuxième LEDs 100, 200, la deuxième zone de transition 2000 séparant les deuxième et troisième LEDs et la troisième zone de transition 3000 séparant les troisième et première LEDs. Ce mode de réalisation permet notamment de réaliser des pixels RGB constitué de trois sous-pixels R, G, B, correspondant aux trois LEDs 100, 200, 300, émettant respectivement dans le rouge (R désignant « red » c’est-à-dire rouge), le vert (G désignant « green » c’est-à-dire vert) et le bleu (B désignant « blue » c’est-à-dire bleu).
Cette méthode est bien adaptée pour analyser la composition de dispositifs optoélectroniques de petites tailles tels que des LED 3D. Elle peut être mise en œuvre sur des coupes métallurgiques au sein d’un Microscope Electronique à Balayage (MEB) ou sur des lames minces au sein d’un Microscope Electronique en Transmission (MET).
Les propriétés optiques des différents éléments, et notamment les longueurs d’onde principales d’émission des LED 3D axiales à base de GaN et/ou des régions actives à base d’InGaN, peuvent être déterminées par spectroscopie.
Les techniques mentionnées ci-dessus permettent notamment de déterminer si un dispositif optoélectronique à structure 3D axiale sous forme de fil comprend des puits quantiques à base d’InGaN formés au sommet d’un fil à base de GaN, et une couche de masquage indicatrice d’une mise en œuvre d’un dépôt de type MOVPE.
Il est à noter que dans les diagrammes de chromaticité représentés aux figures 6a et 6b, les coordonnées correspondent aux coordonnées trichromatiques x et y typiquement définies par les normes du système colorimétrique CIE XYZ.
Comme illustré à la , le dispositif optoélectronique 1 objet de l’invention comprend typiquement un substrat 2 s’étendant selon le plan xy représenté sur les figures 1 à 5. Le substrat présente une face supérieure 20 s’étendant elle aussi selon la première direction et la deuxième direction. Le substrat 2 peut se présenter sous forme d’un empilement comprenant, selon la direction z, un support 21, une couche superficielle dite couche de nucléation 22 et une couche de masquage 23.
La couche de nucléation 22 est par exemple à base d’AlN. Elle peut être alternativement à base d’autres nitrures métalliques, par exemple GaN ou AlGaN. Elle peut être formée sur le support 21 en silicium par épitaxie, de préférence par épitaxie en phase vapeur à précurseurs organométalliques MOVPE (acronyme de « MetalOrganic Vapour Phase Epitaxy »). De façon connue, une ou plusieurs couches tampon intermédiaires peuvent être disposées entre la couche de nucléation 22 et le support 21. Selon un exemple la couche de nucléation 22 présente une épaisseur comprise entre 1 nm et 10 µm. Elle présente de préférence une épaisseur de l’ordre de quelques centaines de nanomètres, par exemple environ 100 nm ou 200 nm, à quelques microns, par exemple de l’ordre de 2 µm. Elle peut également présenter une épaisseur inférieure à 100 nm. Une telle épaisseur permet de limiter l’apparition de défauts structuraux dans la couche de nucléation 22. En particulier, la croissance de cette couche de nucléation 22 peut être pseudomorphe, c’est-à-dire que les contraintes d’épitaxie (liées notamment à la différence de paramètres de maille entre le Si et l’AlN, le GaN ou l’AlGaN) peuvent être relâchées élastiquement pendant la croissance. La qualité cristalline de cette couche de nucléation 22 peut ainsi être optimisée.
La couche de masquage 23 est de préférence en un matériau diélectrique, par exemple en nitrure de silicium Si3N4. Elle peut être déposée par dépôt chimique en phase vapeur CVD (acronyme de « Chemical Vapor Deposition ») sur la couche de nucléation 22. Elle masque en partie la couche de nucléation 22 et comprend des ouvertures de préférence circulaires exposant des zones de la couche de nucléation 22. Ces ouvertures présentent typiquement différentes dimensions, par exemple différents diamètres, en fonction des zones considérées, notamment les zones correspondant à la première LED et/ou à la première zone de transition et/ou à la deuxième LED et/ou à la deuxième zone de transition etc. Les ouvertures peuvent être distribuées de façon régulière au sein de chaque zone, par exemple sous forme d’un réseau ordonné. Différents pas d , i.e. la distance séparant les centres de deux ouvertures 120 adjacentes, peuvent être définis en fonction desdites zones. Ces ouvertures peuvent être réalisées par exemple par lithographie UV ou DUV (acronyme de Deep UV), par lithographie par faisceau électronique ou par NIL (acronyme de Nanoinprint lithography). Une telle couche de masquage 23 permet une croissance localisée d’une structure 3D telle qu’un nanofil à partir de la couche de nucléation 22 et au niveau de chaque ouverture. La partie inférieure de la structure 3D prend alors appui sur la couche de nucléation du substrat 2 par l’intermédiaire de sa base.
Le dispositif optoélectronique 1 comprend de plus une première LED 100 disposée sur la face supérieure 20 du substrat 2 et s’étendant elle aussi dans le plan xy. Cette première LED 100 comprend typiquement au moins un nanofil actif 101. Un tel nanofil 101 s’étend avantageusement à partir de l’éventuelle couche de nucléation 22 et à travers une ouverture de l’éventuelle couche de masquage 23 du substrat 2. La première LED 100 comprend avantageusement une pluralité de premiers nanofils 101 actifs, comme représenté sur l’ensemble des figures 1 à 5.
Les premiers nanofils 101 présentent des premiers diamètres ayant une valeur sensiblement égale à une valeur cible dite premier diamètre cible φ 10 . Il est entendu que, du fait des imprécisions découlant des procédés de fabrication, les premiers nanofils 101 peuvent difficilement tous présenter un diamètre égal au premier diamètre cible φ 10 . On définit donc pour chaque premier nanofil un premier diamètre réel noté φ 1 ,n , n indexant les premiers nanofils et variant donc de 1 à N 1 , N 1 étant le nombre de premiers nanofils 101. Ce premier diamètre réel est de préférence tel que 0,9.φ 10 1 ,n 10 . Les variations de la valeur du diamètre de nanofils dues aux aléas de fabrication peuvent en effet être estimées à environ 10% de la valeur cible.
Un premier nanofil actif 101 comprend une région active 102 et est typiquement connecté électriquement. Cette région active 102 est le lieu de recombinaisons radiatives de paires électron-trou permettant d’obtenir un rayonnement lumineux présentant une longueur d’onde principale. La région active 102 comprend typiquement une pluralité de puits quantiques, par exemple formés par des couches émissives à base de GaN, InN, InGaN, AlGaN, AlN, AlInGaN, GaP, AlGaP, AlInGap, AlGaAs, GaAs, InGaAs, AlIlAs, ou d’une combinaison de plusieurs de ces matériaux.
L’ensemble des premiers nanofils 101 actifs de la première LED 100 forme de préférence un cristal photonique pouvant être décrit par plusieurs paramètres et notamment : la longueur d’onde d’émission, le pas de réseau, le taux de remplissage, aussi appelé taux d’ouverture ou densité, généralement compris entre 10 et 90%, le type de maille (hexagonal, carré…), l’indice de réfraction du matériau remplissant les espaces entre les nanofils 101, couramment appelé « filler » (terme anglais se traduisant par « remplisseur »), préférentiellement compris entre 1 et 1,7, et les dimensions des nanofils.
Un cristal est typiquement caractérisé par le rapport entre le pas de réseau, couramment désigné par le terme anglais « pitch », et la longueur d’onde d’émission.
Avantageusement, la face d'extrémité 22 du pied d'aube 19 présente une forme arrondie suivant un rayon de courbure et le levier de serrage 24 présente une face de contact avec le pied d'aube 19 de forme tronconique, de sorte que l'appui entre le levier de serrage 24 et le pied d'aube 19 est un appui linéaire.
Afin de modifier la position angulaire d'une aube 12, on effectue un léger desserrage du levier de serrage 24. A cet effet, comme cela est illustré par la , l'organe de fixation 30 est desserré à l'aide d'un outil suivant la flèche F3 ayant un sens de rotation opposé à celui de la flèche F1. Du fait d'un déplacement vers le bas de l'écrou de serrage 41, c’est-à-dire dans une direction opposée à celle du pied d'aube 19, cela entraîne un pivotement du levier de serrage 24 suivant la flèche F4 autour de la première portion d'extrémité 27.1 en appui contre un fond de la cavité 28. La portion centrale 26 du levier de serrage 24 s'éloigne alors du pied d'aube 19. L'aube 12 est alors libre en rotation. Il est ainsi possible de tourner l'aube 12 autour de l'axe Y suivant la flèche F5. On modifie ainsi l’orientation des aubes 12 suivant l'angle souhaité. Une fois la position angulaire de l'aube 12 choisie, on resserre le levier de serrage 24, comme expliqué ci-dessus.
DISTRIBUTEUR DE TURBINE POUR UNE TURBOMACHINE D’AÉRONEF Domaine technique de l’invention L’invention concerne un distributeur de turbine pour une turbomachine d’aéronef, une turbomachine d’aéronef comprenant un tel distributeur de turbine et un procédé de fonctionnement de cette turbomachine.
L’invention trouve particulièrement application dans les distributeurs de turbine haute pression qui sont ventilés par de l’air de ventilation en cours de fonctionnement.
Etat de la technique Une turbomachine et en particulier une turbomachine d’aéronef comprend au moins une veine annulaire suivant un axe longitudinal et dans laquelle circule un flux d’air aérodynamique, appelé air de ventilation. Cet air de ventilation traverse d’amont en aval et successivement un ensemble de compresseur, une chambre de combustion et un ensemble turbine de la turbomachine.
Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine.
L’ensemble de compresseur comprend un ou plusieurs étages de compresseur et l’ensemble de turbine comprend un ou plusieurs étages de turbine. Les étages de compresseur et de turbine comprennent chacun plusieurs rangées annulaires de pales fixes et des rangées d’aubes rotatives. Les pales fixes connues sous le terme de distributeurs dans une turbine ou redresseurs dans un compresseur dirigent le flux vers les aubes rotatives. Ces dernières transmettent l'énergie du flux à un arbre rotatif coaxial à l’axe longitudinal.
Chaque pale et chaque aube s’étend radialement entre une extrémité de tête et une extrémité de pied et comprend en amont un bord d’attaque et en aval un bord de fuite. Entre les bords d’attaque et de fuite s’étendent des surfaces intrados et extrados opposées. Les pales fixes s’étendent entre deux parois annulaires du distributeur, respectivement interne et externe.
Un tel distributeur de turbine est sectorisé et comporte plusieurs secteurs de distributeur disposés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal. Un secteur comporte en général plusieurs pales fixes.
Un distributeur de turbine, notamment haute pression, est soumis à des températures élevées du flux d’air venant de la chambre de combustion. Ce flux d’air chaud, dont la température est typiquement supérieure à 600°C, circule sur les pales du distributeur et les expose à de fortes contraintes.
Dans une turbine basse pression, les pales sont généralement pleines tandis que dans une turbine haute pression, les pales peuvent être creuses dans la hauteur et loger un système de refroidissement adapté pour faire circuler de l’air de ventilation à l’intérieur des pales.
Chaque pale de turbine haute pression comprend ainsi une cavité interne ainsi que des trous traversants de passage d’air de ventilation depuis la cavité interne jusqu’à l’extérieur de la pale.
Comme illustré sur la , les premiers nanofils 101 sont avantageusement disposés selon des rangées orientées selon une première direction et/ou une deuxième direction. Ces rangées sont nommées premières rangées et premières rangées secondaires respectivement. Sur les figures, la première direction et la deuxième direction correspondent respectivement aux directions x et y du repère orthonormé. Ainsi, sur les figures, la première direction et la deuxième direction sont normales. Il est cependant envisageable qu’elles ne le soient pas. Les premières rangées et les premières rangées secondaires sont respectivement au nombre de N LED,x,1 et N LED,y,1 . Elles sont par ailleurs repérées à l’aide d’une indexation allant de 1 à N LED,x,1 et de 1 à N LED,y,1 respectivement.
L’ensemble de ces rangées et donc des premiers nanofils 101 forme avantageusement un réseau à deux dimensions régulier. Il peut par exemple s’agir d’un réseau monoclinique, d’un réseau orthorhombique, d’un réseau tétragonal ou encore d’un réseau hexagonal.
Les premières rangées sont avantageusement séparées par des premières distances prises selon la première direction ayant une valeur sensiblement égale à une première distance cible p 10 ,x . Il est entendu que du fait des imprécisions découlant des procédés de fabrication, la distance entre deux premières rangées voisines peut varier autour de la première distance cible p 10 ,x . Les variations de la valeur de la distance entre deux premières rangées voisines dues aux aléas de fabrication peuvent être estimées à environ 10% de la valeur cible.
La première LED 100 comprend typiquement une couche à base d’un oxyde conducteur transparent, couramment dénommée TCO (de l’anglais « Transparent Conductive Oxide »), dont l’épaisseur est de préférence comprise entre 100 et 300 nm. Les nanofils peuvent être disposés, selon la direction longitudinale, entre une couche miroir à base d’un matériau métallique, typiquement de l’Al, et la couche TCO. Cette disposition des nanofils entre la couche miroir et la couche TCO permet éventuellement de créer une cavité Fabry-Perot dans la direction longitudinale.
La première LED 100 est avantageusement dimensionnée pour présenter des dimensions de l’ordre de celles d’un sous-pixel d’un dispositif d’affichage.
La première LED 100 est configurée pour émettre un premier faisceau lumineux 110. De manière avantageuse, le premier faisceau lumineux 110 est configuré pour être émis principalement selon une direction normale au substrat 2, soit s’étendant parallèlement à l’axe z représenté sur les figures 1 à 5, dite direction longitudinale. Le faisceau lumineux 110 comprend cependant une multitude de rayons se propageant selon autant de directions d’émission. L’émission est par exemple omnidirectionnelle. Selon un autre mode de réalisation, les rayons du faisceau sont typiquement émis selon un profil lambertien ou orthotrope, c’est-à-dire que la luminance de la LED 100 est uniforme angulairement, mais que l’intensité lumineuse émise dépend de la direction d’émission. L’intensité lumineuse du faisceau varie typiquement selon la loi de Lambert : avec I l’intensité lumineuse selon une direction d’émission, I 0 l’intensité lumineuse à la source et θ l’angle de la direction d’émission par rapport à la normale à la surface source, ici la direction longitudinale. Il est entendu que tout autre profil d’émission est envisageable et que la première LED 100 n’est pas limitée à une source lambertienne.
Le dispositif 1 comprend de plus une première zone de transition 1000 bordant au moins en partie la première LED 100.
La première zone de transition 1000 comporte une pluralité de premiers nanofils de transition 1001 s’étendant dans la direction transverse depuis la face supérieure 20 du substrat 2.
Les premiers nanofils de transition 1001 peuvent être actifs ou passifs suivant l’utilisation que l’on désire en faire. On entend par « nanofil passif » un nanofil n’émettant pas de rayonnement lumineux. Un nanofil passif est typiquement similaire à un nanofil actif mais n’est pas connecté électriquement.
Les premiers nanofils de transition 1001 forment de préférence un cristal photonique s’étendant sur le substrat 2. Les paramètres permettant de décrire ce cristal photonique sont les mêmes que ceux décrivant le cristal photonique formé par les nanofils actifs 102 (pas de réseau, type de maille, taux de remplissage…), à l’exception de la longueur d’émission qui ici n’est pas définie lorsque les premiers nanofils de transition sont passifs.
Les premiers nanofils de transition 1001 sont avantageusement disposés selon des rangées orientées selon la première direction x et/ou la deuxième direction y. Ces rangées sont nommées premières rangées de transition et premières rangées de transition secondaires et sont au nombre de N trans,x,1 et N trans,y,1 respectivement. Elles sont par ailleurs repérées à l’aide d’une indexation allant de 1 à N LED,x,1 en s’éloignant de la première LED 100 et de 1 à N LED,y,1 respectivement.
Avantageusement, l’ensemble des premiers nanofils de transition 1001 forme un réseau à deux dimensions régulier, de préférence du même type que l’ensemble des premiers nanofils 101. Cela permet d’optimiser la fabrication de la première LED 100 et de la première zone de transition 1000, qui se fait avantageusement simultanément.
On prévoit la présence d’une sous-zone de transition 1100 bordant la première LED 100 et formée par N sous-trans,1 premières rangées de transition, N sous-trans,1 étant compris entre 2 et N trans,x,1 . Les premiers nanofils de transition 1001 de la première sous-zone de transition 1100 ont la particularité de présenter des diamètres dits premiers diamètres de transition et/ou des distances entre premières rangées de transition consécutives évoluant en s’éloignant de la première LED 100. Cette particularité permet d’éviter un changement abrupt de diamètre et/ou de distance entre nanofils en bordure de la première LED. Cela permet d’éviter les effets de bord nuisant à l’efficacité de la première LED 100.
Les variations de la valeur des premiers diamètres de transition des premiers nanofils de transition 1001 ou de la valeur de la distance entre deux rangées consécutives de premiers nanofils de transition en s’éloignant de la première LED 100 est en effet fondamental.