INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les pixels bleus et verts peuvent être fabriqués à base de matériaux nitrures et les pixels rouges à base de matériaux phosphures. Pour combiner sur le même substrat ces trois types de pixels, la technique dite de « pick and place » est généralement utilisée. Cependant, dans le cas des micro-écrans avec des pixels inférieurs à 10 µm, cette technique ne peut plus être utilisée à cause, non seulement, des problèmes d’alignement, mais aussi du temps nécessaire pour réaliser une telle technique à cette échelle. Pour les écrans avec un grand nombre de pixels (définition élevée), cette technique de « pick and place » est problématique en terme de temps. De plus il faut prélever les pixels sur des plaques (‘wafer’) différents, ce qui nécessite des transferts successifs. Des techniques de transfert en parallèle peuvent également utilisées (‘mass transfert’).
Une autre solution consiste à réaliser la conversion de couleurs avec des boîtes quantiques (QD pour « Quantum Dot » en langue anglaise) ou des nanophosphores pompés par des µLEDs bleues issues d’une seule plaque (‘wafer’), soit reportés, soit dans une matrice monolithique (cas préféré pour les micro-écrans). Cependant, le contrôle du dépôt de ces matériaux sur des pixels de faibles dimensions est difficile et leur tenue au flux n’est pas suffisamment robuste.
Il est donc crucial de pouvoir obtenir les trois pixels RGB de façon native avec la même famille de matériaux et dont la croissance est réalisée sur le même substrat. Pour cela, l’InGaN est le matériau le plus prometteur. Ce matériau peut, en effet, théoriquement couvrir tout le spectre visible en fonction de sa concentration en indium. Les micro-LEDs bleues à base d’InGaN montrent déjà une luminance élevée, bien supérieure à leurs homologues organiques. Pour émettre à des longueurs d’onde dans le vert, les puits quantiques (PQs) de la LED doivent contenir au moins 25% d’indium et pour une émission dans le rouge, il est nécessaire d’avoir au moins 35% d’indium. Malheureusement, la qualité du matériau InGaN au-delà de 20% d’In est dégradée en raison de la faible miscibilité de l’InN dans le GaN, mais aussi en raison de la forte contrainte compressive inhérente à la croissance de la zone active InGaN sur GaN.
Il est donc essentiel de pouvoir réduire la contrainte globale dans les structures à base de GaN/InGaN.
Actuellement, une des solutions les plus prometteuses consiste à porosifier la couche de GaN, comme décrit par exemple, dans les deux articles de Pasayat et al. (Materials 2020, 13, 213 ; Appl. Phys. Lett. 116 111101 (2020)). Le procédé décrit dans ces articles comprend les étapes suivantes :
D’après la , il apparaît que le PVC, qui n’explore pas la porosité intragranulaire, est entrainé vers le raffinat et soutiré entre les lits 13 et 14. L’additif DiDP étant plus petit, il diffuse dans la porosité intragranulaire et est entrainé vers l’extrait avec un soutirage entre les lits 6 et 7.
L’extraction réalisée en lit mobile simulé permet d’obtenir les performances suivantes :
- pureté du PVC séparé = 99,93% poids (qui correspond au poids, ou débit pondéral, de PVC dans le raffinat par rapport au poids total, ou débit pondéral total, de l’ensemble PVC et additif dans le raffinat, hors solvant DEK) ;
- rendement du PVC séparé = 99,95% (qui correspond au débit pondéral de PVC soutiré au raffinat divisé par le débit pondéral de PVC soutiré dans l’ensemble extrait + raffinat) ;
- productivité = 149 kg de PVC soutiré dans le raffinat/h/m 3 de lit.
Le raffinat en sortie du lit mobil simulé d’extraction par exclusion stérique peut alors être récupéré et envoyé dans une section de séparation polymère-solvant, en particulier une section d’évaporation du solvant DEK.
PROCEDE DE RECYCLAGE DE PLASTIQUES METTANT EN ŒUVRE UN DISPOSITIF EN LIT MOBILE SIMULE A EXCLUSION STERIQUE L’invention concerne le domaine du recyclage de plastiques, en particulier le recyclage de polymère, plus particulièrement de thermoplastiques, et notamment de thermoplastiques autres que les polyoléfines et les polymères de polychlorure de vinyle (ou PVC). Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de traitement d’une charge plastique, notamment issue des déchets plastiques, comprenant des polymères, en particulier des thermoplastiques et notamment des thermoplastiques autres que les polyoléfines et le polychlorure de vinyle (ou PVC), afin d’obtenir un flux de polymères purifiés qui peut être valorisé par exemple dans la fabrication de nouveaux objets plastiques. Ledit procédé comprend très avantageusement la dissolution des polymères visés dans un solvant adaptés, au moins une étape de purification de la solution polymère obtenue par extraction en lit mobile simulé par extrusion stérique, afin d’éliminer au moins en partie les impuretés, notamment les additifs classiquement utilisés dans les matériaux à base de matière plastique, et une étape de séparation du(des) polymère(s) visé(s) et du solvant, pour récupérer un flux de polymères purifiés, de préférence un flux de thermoplastiques purifiés et de manière préférée de nature chimique autre que polyoléfinique et PVC .
Il y a tout d’abord le recyclage dit mécanique : le recyclage mécanique permet de réutiliser en partie certains déchets soit directement (après passage à l’état fondu puis mise en forme des thermoplastiques) dans de nouveaux objets, soit en mélangeant les flux de déchets plastiques triés mécaniquement à des flux de polymères vierges. Ce type de valorisation est limitée puisque le tri mécanique permet d’améliorer la pureté d’un flux de plastique en un type de polymère donné mais il ne permet généralement pas d’éliminer suffisamment les impuretés qui sont au moins en partie emprisonnées dans la matrice polymère, comme les additifs tels que les charges (ou « fillers » selon la terminologie anglo-saxonne), les colorants, les pigments, les métaux, utilisés en mélange avec les polymères pour apporter les propriétés souhaitées au matériau.
Le recyclage dit chimique, quant à lui, vise en premier lieu à éliminer les additifs et, en fonction des procédés appliqués, à plus ou moins modifier chimiquement les chaînes polymériques des plastiques considérés (par exemple récupération du polymère intact, dépolymérisation de ce dernier ou obtention de mélanges de composés comprenant du carbone et de l’hydrogène obtenus après une rupture non sélective des chaînes de divers polymères). Ces diverses options mettent en jeu des enchaînements d’étapes généralement complexes. Par exemple, les déchets plastiques peuvent subir une étape de pyrolyse et l’huile de pyrolyse récupérée, généralement après purification, peut être convertie au moins en partie par exemple en oléfines par vapocraquage. Ces oléfines peuvent être polymérisées ou transformées en des monomères avant polymérisation de ces derniers. Ce type d’enchaînement peut être adapté pour des charges peu triées ou des refus de centre de tri mais il nécessite généralement une consommation d’énergie importante du fait notamment des traitements à haute température.
Parmi les différentes voies possibles, la déformulation des matériaux plastiques, en particulier à base de thermoplastiques, apparaît vertueuse : elle consiste en effet à dissoudre le polymère dans un solvant et à éliminer les additifs sans modification des chaînes polymères. La conservation de la structure polymérique réduit l’effort à mettre en œuvre pour réutiliser la matière et explique les bonnes performances de cette approche notamment en termes de consommation énergétique.
La séparation par critère de taille existe déjà et est couramment utilisée comme méthode d’analyse pour déterminer le poids moléculaire des polymères. Cette méthode, appelée chromatographie d’exclusion stérique (ou SEC pour size exclusion chromatography selon la dénomination anglo-saxonne), opérée de façon discontinue (dit « en mode batch »), consiste à mettre en œuvre un lit fixe à plusieurs niveaux de porosité. Les petites molécules explorent ledit lit fixe jusqu’aux porosités les plus faibles, les temps d’élution associés étant alors élevés, tandis que les grosses molécules, comme les polymères, ne parcourent que les pores les plus gros et présentent des temps d’élution faibles, ce qui permet une séparation sélective des différentes molécules. Dans la mesure où les additifs couramment utilisés pour la formulation des plastiques (colorant, plastifiant, antioxydants, stabilisants, etc.) présentent une taille d’un ordre de grandeur bien inférieur à celui de la taille d’une chaîne polymère, le principe de la chromatographie par exclusion stérique peut ainsi être appliqué pour la purification des plastiques. Cependant, la mise en œuvre d’un procédé utilisant le principe d’une telle chromatographie est en mode discontinu (ou batch), ce qui industriellement peut être problématique. De plus, un tel procédé en mode discontinu nécessiterait une consommation importante d’éluant pour assurer une séparation efficace, ce qui impacte directement la rentabilité, la productivité et l’empreinte écologique du procédé.
La technologie en lit mobile simulé (ou SMB pour « Simulated Moving Bed » selon la dénomination anglo-saxonne), concept inventé en 1961, permet le passage en continu d’un procédé « chromatographique » discontinu, en particulier par adsorption, avec un accroissement de la productivité et une limitation de la quantité d’éluant consommé, tout en assurant une séparation efficace. De nombreuses références industrielles de cette technologie existent, en particulier pour des séparations par adsorption utilisées notamment pour la séparation des xylènes avec les procédés ELUXYL® ou PAREX® (cf. l’ouvrage Simulated Moving Bed technology: Principles, Design and Process Applications, A. E. Rodrigues, Elsevier, 2015). La seule application à grande échelle d’un lit mobile simulé à exclusion stérique (ou SMB-SEC pour « Simulated Moving Bed with Size Exclusion Chromatography » selon la dénomination anglo-saxonne) concerne la séparation de n-paraffines des iso-paraffines, dont le brevet US2985589 en précise les contours. De récentes publications mentionnent l’utilisation de la technologie en lit mobile simulé à exclusion stérique (SMB -SEC) pour le fractionnement de polyéthylènes glycol de poids moléculaires variés (M. T. Liang et al., J. Chromatogr. A, 2012, 1229, 107) ou pour la séparation de protéines (E. J. Freydell et al., Chem. Eng. Sc, 2010, 65, 4701). Plus particulièrement, le brevet US6551512 propose une méthode de séparation de protéines de composition liquide, comme du lait, par exclusion stérique en lit mobile simulé. Enfin, une publication mentionne l’emploi de la SMB-SEC dans un procédé de recyclage des matériaux entrant dans la composition des D3E (déchets d’équipements électriques et électroniques). Les D3E sont à base de polycarbonate et comprennent également du poly(styrène-co-acétonitrile) (SAN) et des additifs comme des retardateurs de flamme. Ce sont ces derniers que l’équipe de Weeden cherche à séparer à partir d’une solution ternaire contenant du SAN et deux composés retardateurs de flamme, le bis-diphénylphosphate de résorcinol et le bis-diphénylphosphate de bisphénol A, dans un mélange de solvants acétone-dichlorométhane (G. S. Weeden et al., Journal of Chromatography A, 2015, 1422, 99).
La présente invention a ainsi pour objectif de surmonter les problèmes de l’art antérieur et de participer au recyclage des plastiques. Plus particulièrement, elle vise à fournir un procédé efficace, simple et économiquement viable, de traitement d’une charge plastique, en particulier à base de thermoplastiques et plus particulièrement de thermoplastiques autres que les polyoléfines et PVC, ladite charge plastique étant notamment issue des déchets plastiques, par exemple provenant des filières de collecte et de tri, afin d’éliminer au moins en partie les impuretés qu’elle contient, en particulier au moins en partie les additifs classiquement ajoutés dans les matières plastiques. La présente invention cherche en effet à valoriser tous types de charges plastiques, comprenant en particulier des thermoplastiques et notamment des thermoplastiques autres que les polyoléfines et PVC, en séparant efficacement les polymères visés des impuretés que les matières plastiques usagées comprennent, et en récupérant les polymères visés purifiés, pour pouvoir les utiliser par exemple dans la fabrication de nouveaux objets plastiques par exemple à la place de résine vierge.
La présente invention concerne ainsi un procédé de purification d’une charge plastique pour obtenir un flux de polymères purifiés, ledit procédé comprenant :
Ainsi, pour une température de fonctionnement nominale de 130 à 140K par exemple, et grâce à la qualité cristalline du matériau massif de la première partie absorbante massive 11.1, il apparaît que le photodétecteur 1 selon l’invention permet de réduire le courant d’obscurité associé à la zone absorbante 11, comparé à celui de la photodiode conventionnelle MWIR T2SL. De plus, cette même première partie absorbante massive 11.1, par ses propriétés de transport isotrope, permet d’améliorer l’efficacité quantique QE associée à la zone absorbante 11, en comparaison à celui de la photodiode conventionnelle MWIR T2SL. En effet, dans le cas d’un T2SL épais conventionnel, la longueur de diffusion verticale (suivant l’axe Z) est faible, si bien que l’efficacité quantique QE se dégrade rapidement dès que l’épaisseur du T2SL est plus importante que cette longueur de diffusion. Rappelons ici que l’efficacité quantique QE est définie comme étant le nombre de paires électron-trou générées et collectées par photon incident. Par ailleurs, si l’on souhaite garder des performances identiques à celles de la photodiode conventionnelle MWIR T2SL, en termes notamment de courant d’obscurité et d’efficacité quantique, le photodétecteur 1 selon l’invention peut être utilisé à une température de fonctionnement supérieure, par exemple de 140 à 150K.
Par ailleurs, comme détaillé plus loin, la présence de la première partie absorbante massive 11.1 dans la zone absorbante 11 permet, dans le cas d’un photodétecteur matriciel, d’améliorer la fonction de transfert de modulation FTM sans dégrader le facteur de remplissage. Rappelons ici que la FTM est l’une des fonctions de mérite d’un photodétecteur infrarouge matriciel, qui permet de quantifier l’incidence des grandes longueurs de diffusion d’un pixel de détection sur un pixel voisin. Plus généralement, elle permet de mesurer l’aptitude du photodétecteur matriciel à restituer les détails contenus dans une scène observée.
Notons enfin que la réalisation de la zone absorbante 11 du photodétecteur 1 permet de minimiser les risques que la zone absorbante, une fois réalisée, ne présente pas les propriétés souhaitées. En effet, dans le cas d’une zone absorbante formée entièrement d’un super-réseau T2SL de plusieurs microns d’épaisseur, il y a un risque d’une dérive des flux de dépôt utilisés pour réaliser l’alternance des couches fines, dégradant ainsi les propriétés du super-réseau, en particulier lorsque le T2SL est réalisé par épitaxie par jets moléculaires (MBE). En revanche, dans le photodétecteur 1, la deuxième partie absorbante SL 11.2 ne forme, de préférence, pas plus de la moitié de l’épaisseur de la zone absorbante. On limite ainsi les risques de dérive des flux lors de la croissance du super-réseau.
Les figures 2A et 2B sont des vues schématiques et partielles, en coupe transversale, de photodétecteurs MWIR 1 à barrière selon des différents modes de réalisation. Dans ces exemples, les photodétecteurs 1 sont matriciels, dans le sens où ils comportent une matrice de pixels de détection. Dans ces exemples, la deuxième électrode 5 repose ici au contact de la deuxième partie absorbante SL 11.2, mais elle pourrait également reposer au contact de la première partie absorbante massive 11.1 ou de la couche inférieure 3, voire au contact du substrat support 2.
En référence à la , le photodétecteur matriciel 1 présente une configuration de pixellisation dite à gravure peu profonde ( shallow-etch en anglais), où seule la couche contact 13 est localement gravée. Aussi, la couche barrière 12, ainsi que les couches sous-jacentes 3, 11, 12, restent continues dans le plan XY et communes à tous les pixels de détection. Ainsi, la couche contact 13 est gravée de manière à former des portions 13p distinctes les unes des autres dans le plan XY. Elle est dite réticulée. Une première électrode 4 repose sur et au contact de chaque portion 13p de la couche contact 13. Chaque pixel de détection présente ainsi des dimensions latérales dans le plan XY qui sont définies par le pas de périodicité des portions 13p de la couche contact 13 suivant les axes X et Y. Une couche de passivation 6 s’étend ici sur les flancs des portions 13p et sur la surface libre de la couche barrière 12.
Cependant, il existe encore un besoin d’améliorer la FTM du photodétecteur matriciel 1, et donc de réduire les effets de diaphotie ( crosstalk en anglais) entre les pixels de détection, c’est-à-dire le fait qu’un porteur minoritaire photogénéré au niveau d’un pixel de détection soit collecté par le pixel de détection adjacent. En effet, la diffusion latérale des porteurs minoritaires photogénérés peut être suffisante pour entraîner de la diaphotie, en particulier pour les faibles pas des pixels de détection, et donc dégrader la FTM.
Une solution serait évidemment de réaliser des gravures profondes de pixellisation, c’est-à-dire de graver localement la structure semiconductrice 10 à barrière jusqu’au substrat support ou au moins jusqu’à la couche inférieure 3. Cependant, si cette approche conduit effectivement à améliorer la FTM, elle se traduit par une dégradation du taux de remplissage du photodétecteur matriciel. Elle peut également se traduire par une dégradation de l’efficacité quantique de chaque pixel de détection. De plus, cette gravure localisée profonde est difficile à réaliser techniquement, et peut créer des défauts au niveau des flancs, lesquels peuvent alors être difficiles à passiver et générer des fuites dégradant ainsi le courant d’obscurité de la structure.
La illustre un photodétecteur matriciel 1 selon un mode de réalisation, qui permet d’améliorer la FTM tout en optimisant le facteur de remplissage et en limitant les problèmes de passivation des flancs des mésas 20 alors formés.
Ici, la couche contact 13, la couche barrière 12 et la deuxième partie absorbante SL 11.2 sont gravés localement pour former des mésas 20 de détection. On dit qu’elles sont réticulées (ou discrétisées). Chaque de ces couches est alors formée de plusieurs portions distinctes les unes des autres. Une mésa est une structure délimitée dans le plan XY par des flancs. Chaque mésa est donc distincte de ses voisines dans le plan XY.
En revanche, la première partie absorbante massive 11.1 n’est pas localement gravée : elle est donc continue dans le plan XY et est commune à tous les pixels de détection. Chaque pixel de détection est donc formé par une mésa 20 (portion 13p de la couche contact 13 réticulée, portion 12p de la couche barrière 12 réticulée, et portion 11.2p de la deuxième partie absorbante SL 11.2 réticulée) et par une zone sous-jacente de la première partie absorbante massive 11.1.
Cette configuration structurelle du photodétecteur matriciel 1 permet effectivement de limiter la dégradation de la FTM. En effet, il apparaît que, dans le photodétecteur matriciel de la , la dégradation de la FTM est due en grande partie au caractère anisotrope du transport dans le super-réseau de la deuxième partie absorbante SL 11.2. Aussi, il est particulièrement avantageux de ne graver localement que la deuxième partie absorbante SL 11.2, et non pas la première partie absorbante massive 11.1. Cela permet de réduire la diaphotie et donc d’améliorer la FTM.
Notons également que l’offset dE g de la bande de valence limite le transport des trous minoritaires photogénérés dans la deuxième partie absorbante SL 11.2 en direction de la première partie absorbante massive 11.1, optimisant ainsi la FTM associée à la deuxième partie absorbante SL 11.2. De plus, les porteurs issus de la première partie absorbante massive 11.1 et entrant dans la couche T2SL 11.2 ne peuvent plus repartir dans la première partie absorbante massive 11.1 pour diffuser vers les pixels voisins au sein de la couche non réticulée. La FTM associée à la première partie absorbante massive 11.1 n’est donc pas dégradée par la présence de la deuxième partie absorbante SL 11.2.
Par ailleurs, le fait de ne graver localement que la deuxième partie absorbante SL 11.2 et non pas la première partie absorbante massive 11.1 permet également d’optimiser l’efficacité quantique QE. En effet, l’efficacité quantique sera optimale dans la première partie absorbante massive 11.1 dans la mesure où elle n’est pas gravée par la pixellisation, et ne sera diminuée que dans la deuxième partie absorbante SL 11.2. Aussi, l’évolution de l’efficacité quantique QE en fonction de la longueur d’onde montre une valeur élevée dans la bande bleue, et une valeur plus faible dans la bande rouge.
De plus, dans la mesure où la deuxième partie absorbante SL 11.2 présente, de préférence une épaisseur inférieure à la moitié de l’épaisseur de la zone absorbante 11, et en particulier inférieure à la première partie absorbante massive 11.1, la gravure locale peut alors être peu profonde. La réalisation de la couche de passivation 6 est alors facilitée, et le taux de remplissage de la deuxième partie absorbante SL 11.2 est meilleur. Cette configuration de pixellisation est alors intermédiaire entre la configuration à gravure peu profonde ( shallow-etch ) et la configuration à gravure profonde ( deep-etch ). Notons enfin que la couche intermédiaire peut être utilisée comme une couche d’arrêt de gravure lors de l’étape de réalisation des mésas 20 par gravure localisée.
Procédé de fabrication de sous-cellules photovoltaïques L’invention se rapporte au domaine technique des cellules photovoltaïques. Plus précisément, l’invention concerne la fabrication de sous-cellules photovoltaïques présentant une grande variété de formes, par exemple des formes carrées, rectangulaires, triangulaires, circulaires etc.
Procédé de thermoformage de microreliefs sur feuille en polymère à basse T g La présente invention concerne la fabrication d’une feuille et pourvue de microreliefs et faite d’un matériau polymère à basse température de transition vitreuse, de préférence biosourcé,
De multiples applications sont connues qui mettent en œuvre des substrats de la surface desquels des microreliefs, par exemple des micropointes ou des microlentilles, d’une hauteur généralement comprise entre 500 et 1000 µm et présentant un rapport d’aspect supérieur à 1.
Par exemple, des dispositifs sont connus qui comportent de tels substrats, et qui sont destinés à être mis en contact avec la peau pour introduire une substance dans le corps. De telles micropointes pénètrent dans l’épiderme sans provoquer de douleur puisqu’elles n’atteignent pas les zones innervées du fait de leur faible hauteur. Par exemple, il est connu d’augmenter la perméabilité de la peau au moyen de micropointes, en générant des pores dans les zones superficielles de l’épiderme, ce qui facilite la délivrance de la substance dans ces zones. La substance peut être soit appliquée sur les micropointes avant perforation soit être appliquée après perforation par les micropores par diffusion simple ou par ionophorèse, i.e . au moyen d’un champ électrique.
Selon l’invention et pour absorber au mieux les vibrations et les chocs pouvant être transmis entre le mélangeur interne et la goulotte de pesage, des amortisseurs de vibrations 30 sont intercalés entre le châssis principal 18 et le châssis secondaire 20 sur lequel est montée la trémie de réception 14.