INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
le fond des mésas est, de préférence, préservé de la porosification lors de l’étape d),
b) relier électriquement la structure 100 et une contre-électrode à un générateur de tension ou de courant,
c) plonger la structure 100 et la contre-électrode dans une solution électrolytique,
d) appliquer une tension ou un courant entre la deuxième couche de GaN dopée 112 et la contre-électrode de manière à porosifier la troisième couche de (Al,In,Ga)N fortement dopée 123 des mésas 120.
La structure 100 fournie à l’étape a) est, par exemple, obtenue en fournissant puis gravant localement un empilement comprenant successivement :
- une couche support 114,
- éventuellement, une couche tampon en (Al,Ga)N, notamment dans le cas d’une couche support 114 en silicium,
- une première couche de nitrure de de gallium GaN non dopée 111,
- éventuellement, une couche additionnelle de GaN fortement dopée 113,
- une deuxième couche de GaN dopée (GaN n) 112,
- une troisième couche de GaN fortement dopée (GaN n+ ou GaN nn) 123, et
- une quatrième couche en AlN, InGaN ou GaN (noté (Al,In,Ga)N) non intentionnellement dopée (nid) ou faiblement dopée 124.
les mésas (Al,In,Ga)N/(Al,In,Ga)N comprenant une troisième couche de (Al,In,Ga)N fortement dopée et une quatrième couche de (Al,In,Ga)N non dopée ou faiblement dopée,
b) relier électriquement la structure (par exemple au niveau de la deuxième couche dopée, de la troisième couche fortement dopée ou de la quatrième couche faiblement dopée) et une contre-électrode à un générateur de tension ou de courant,
c) plonger la structure et la contre-électrode dans une solution électrolytique,
d) appliquer une tension ou un courant entre la structure et la contre-électrode de manière à porosifier la troisième couche de GaN fortement dopée des mésas.
L’invention se distingue fondamentalement de l’art antérieur par la présence d’un bicouche comprenant deux couches de GaN dopées ayant des dopages différents (la deuxième couche dopée et la troisième couche fortement dopée). Le bicouche est positionné entre la première couche de GaN non dopée du substrat et la quatrième couche de (Al,In,Ga)N non dopée ou faiblement dopée des mésas.
La deuxième couche a un taux de dopage inférieur à celui de la troisième couche et peut servir à réaliser le contact électrique. Grâce à une sélectivité de porosification en fonction du dopage, la deuxième couche n’est pas porosifiée pendant l’étape d) et reste intègre jusqu’à la fin du processus de porosification des mésas, ce qui permet de porosifier toutes les mésas en volume quelles que soient leur position dans la structure. Il est ainsi possible de porosifier la troisième couche de (Al,In,Ga)N fortement dopée sans trop augmenter l’épaisseur de l’empilement (‘stack’), notamment dans le cas d’un substrat en silicium.
Avantageusement, pour la deuxième couche, on choisira un dopage suffisamment faible pour que la couche ne soit pas porosifiée, tout en étant suffisamment élevé pour assurer la conduction électrique. Par exemple, le taux de dopage de la deuxième couche de GaN dopée est inférieur à 5.10 18 at/cm 3 , de préférence compris entre 5.10 1 7 at/cm 3 et 3.10 18 at/cm 3 , encore plus préférentiellement entre 5.10 17 at/cm 3 et 2.10 18 at/cm 3 . Un tel taux dopage est par exemple obtenu avec un dopage au silicium. Il est également possible d’avoir un dopage avec du germanium. Le dopage pourra alors être plus élevé, par exemple jusqu’à 5.10 18 at/cm 3 , voire jusqu’à 1,5.10 19 at/cm 3 .
Avantageusement, le dopage de la troisième couche est nettement supérieur à celui de la deuxième couche pour obtenir une sélectivité vis-à-vis de la porosification. Plus la différence de dopage entre la deuxième couche dopée et la troisième couche très dopée est forte et plus la sélectivité du procédé de porosification est bonne. Les valeurs de dopage adéquates dépendent du potentiel appliqué pour la sélectivité de porosification. Par exemple, le taux de dopage de la troisième couche de GaN fortement dopée est compris entre 5.10 18 at/cm 3 et 2.10 19 at/cm 3 , de préférence entre 6.10 1 8 at/cm 3 et 2.10 19 at/cm 3 , encore plus préférentiellement entre 8.10 18 at/cm 3 et 1,5.10 19 at/cm 3 , de manière encore plus préférentielle entre 8.10 18 at/cm 3 et 1.10 19 at/cm 3 par exemple avec un dopage Si ou Ge. Il est possible d’avoir des taux de dopage jusqu’à 1.10 20 at/cm 3 voire 1.10 21 at/cm 3 avec un dopage au Ge.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la structure comprend en outre une couche additionnelle de GaN fortement dopée disposée entre la première couche de GaN non dopée et la troisième couche de GaN dopée. On a ainsi un tri-couche comprenant une couche fortement dopée de GaN recouverte par la deuxième couche dopée et la troisième couche fortement dopée à porosifier. Le tricouche est positionné entre la première couche de GaN non dopée du substrat et la quatrième couche de (Al,In,Ga)N non dopée ou faiblement dopée des mésas.
La deuxième couche dopée assure la protection de la couche fortement dopée additionnelle sous-jacente et la prise de contact. Avantageusement, cette couche est fine (typiquement entre 200nm et 1µm, préférentiellement entre 400 et 700nm). Cette couche est, avantageusement, la plus fine possible tout en restant bien couvrante pour éviter l’infiltration de l’électrolyte et donc la consommation de la couche sous-jacente fortement dopée lors de l’étape d).
La couche additionnelle fortement dopée assure la conduction latérale des charges dans la structure. Par exemple, le taux de dopage de la couche additionnelle de GaN fortement dopé est compris entre 5.10 18 at/cm 3 et 2.10 19 at/cm 3 , de préférence entre 5.10 18 at/cm 3 et 1,5.10 19 at/cm 3 , encore plus préférentiellement entre 8.10 18 at/cm 3 et 1.10 19 at/cm 3 . Avantageusement, cette couche est épaisse (typiquement entre 0,5 µm et 5µm et de préférence entre 1 et 2µm). Des épaisseurs les plus élevées pourront être obtenues sur saphir. On obtient ainsi une couche enterrée très conductrice grâce à un fort taux de dopage et une épaisseur de couche importante. Le couple épaisseur dopage sera adapté pour avoir une conduction latérale suffisante. Lors de l’étape d), la conduction se fait via cette couche additionnelle enterrée très dopée. Comme elle est très conductrice, elle limite les effets bord / centre.
Les charges passent à travers la deuxième couche dopée puis se retrouvent sur la couche additionnelle très dopée qui joue alors le rôle d’autoroute de conduction et alimente toutes les mésas présentes sur le substrat. Lors de l’étape d), la deuxième couche dopée protège la couche additionnelle fortement dopée de la porosification. Ainsi, chaque mésa est dans la même configuration électrique pour être porosifiée de façon uniforme quelle que soit la taille et la position de la mesa sur la plaque (bord ou centre).
Avantageusement, le taux de dopage de la troisième couche de GaN fortement dopée et/ou le taux de dopage de la couche additionnelle de GaN fortement dopé est compris entre 5.10 18 at/cm 3 et 1,5.10 19 at/cm 3 .
Avantageusement, la tension appliquée lors de l’étape e) est comprise entre 3V et 15V, de préférence entre 6V et 12V, encore plus préférentiellement entre 8V et 12V, et de manière encore plus préférentielle entre 8 et 10V.
Avantageusement, la couche support est une tranche (‘wafer’) d’au moins 5 cm de diamètre (par exemple 2 pouces soit 5,08 cm), de préférence d’au moins 100 mm de diamètre et encore plus préférentiellement d’au moins 200mm de diamètre.
Avantageusement, la couche support est en saphir ou en silicium.
Avantageusement, la quatrième couche de (Al,In,Ga)N non dopée ou faiblement dopée est une couche de GaN.
A l’issue de l’étape d), des LEDs peuvent ensuite être formées, par exemple par épitaxie, sur les mésas pour former des pixels.
- il est simple à mettre en œuvre,
- il peut être appliqué sur des plaques (‘wafers’) de grande taille pour gérer la problématique d’uniformité de polarisation électrochimique et donc de porosification / relaxation,
- il est compatible avec l’utilisation de substrats Si (111) pour la croissance, plus sensibles à la déformation que le saphir, le fort dopage de la couche enterrée permettant de réduire son épaisseur,
- la préservation de la porosification des fonds de mesas permet une meilleure maîtrise de l’épitaxie d’InGaN, notamment en cas d’épitaxie sélective, le masque de croissance sur les fonds de mesas non poreux favorisant la mobilité des espèces vers les sites de croissance
- il peut être utilisé pour des mésas de différentes tailles y compris des mésas ayant de faibles épaisseurs.
De plus, la croissance sur de telles mésas poreuses présente les avantages suivants :
- la structuration en mésa apporte l’effet de compliance élastique y compris pendant la croissance,
- il conduit à une relaxation partielle ou totale des contraintes et diminue la polarisation piézo-électrique par comparaison à une couche contrainte de même concentration en In,
- il permet une approche dite « bottom up » pour la fabrication de µLED et µdisplay : la croissance des structures optiques (N, QW, P) est réalisée après pixellisation en mésa, quelle que soit la taille des pixels, et permet de s’affranchir des problèmes d’alignement comme pour le procédé « pick and place »,
- il n’y a pas d’impact du procédé de gravure des pixels sur l’efficacité des micro-LEDs, ce qui rend possible la réalisation de pixel micrométrique ou sub-micrométrique.
L’invention concerne également une structure obtenue selon le procédé décrit précédemment.
Ainsi, grâce au procédé et au dispositif selon l’invention décrits ci-dessus, une solution est fournie pour permettre à un conducteur d’un véhicule automobile équipé d’une interface homme-machine à écran tactile de pouvoir réaliser de manière plus sûre des saisies d’acceptation et de refus en regard de notifications affichées sur l’écran. Grâce à la facilité d’interaction apportée par le procédé et le dispositif selon l’invention, on minimise au mieux le temps pendant lequel le conducteur doit détourner son attention de la conduite pour réaliser des saisies d’acceptation ou de refus et, par ce biais, on améliore indéniablement la sécurité des interfaces homme-machine des véhicules automobiles à écrans tactiles.
Méthode de détermination des efforts exercées sur une zone d’intérêt d’une pièce mécanique d’aéronef à partir d'un modèle éléments-finis DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des modélisations numériques de pièces mécaniques.
La présente invention concerne une méthode de détermination des efforts exercés sur une zone d’intérêt d’une pièce mécanique d’aéronef à partir d'un modèle éléments-finis.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Lors de fortes turbulences ou lors d’évènement impactant un aéronef, les équipements cabine, notamment les sièges, subissent des tensions importantes. Afin d’améliorer la sécurité des passagers, des études et simulations sont réalisées afin de modéliser les efforts et tensions exercés sur les ceintures de sécurité des passagers et en particulier sur une zone d’intérêt d’une pièce mécanique, appelée spreader, qui relie une ceinture de sécurité à un siège passager pour dimensionner le spreader de manière optimale.
En plus des efforts exercés sur la zone d’intérêt du spreader, des incertitudes au niveau des paramètres relatifs au spreader doivent être prises en compte pour dimensionner la pièce mécanique.
La zone d’intérêt du spreader est constituée d'un ou plusieurs matériaux, et pour chaque matériau on distingue par exemple plusieurs paramètres incertains tels que : le module de Young, la densité, le coefficient de poisson, l’écart de contact avec chaque matériau voisin.
Les incertitudes au niveau des paramètres du spreader et en particulier de la zone d’intérêt se manifestent comme une connaissance incomplète des valeurs prises par ces paramètres et une incapacité à décrire ou modéliser ce manque d’informations à l’aide de loi de probabilité. Ces incertitudes sont alors considérées comme épistémiques.
Les incertitudes épistémiques ne peuvent pas être quantifiées par des approches entièrement paramétriques. Des approches de type Monte-Carlo peuvent être utilisées pour traiter des incertitudes épistémiques. Néanmoins, dans le cas ou des simulations physiques de la pièce mécanique sont estimées pour un grand nombre de scénarios résultant des variations des paramètres incertains dans leurs plages de variations, le coût et complexité des calculs ne permettent pas d'envisager l'utilisation des approches de type Monte-Carlo sur les simulations physiques haute-fidélité.
De plus, la pièce mécanique étudiée est un système dynamique à grande échelle, c’est-à-dire un système dynamique dont on étudie la variation d’un grand nombre de paramètres et pour lequel les méthodes linéaires de réduction d’ordre, par exemple les équations hyperboliques, ne sont pas efficaces.
Des méthodes non linéaires ont été étudiées pour étudier les incertitudes épistémiques d’une zone d’intérêt d’une pièce mécanique, telles que l’utilisation d’un réseau de neurones artificiels antagoniste génératif de Wasserstein dans l’article « Uncertainty quantification in a mechanical submodel driven by a Wasserstein-GAN », Hamza Boukraichi, Nissrine Akkari, Fabien Casenave, David Ryckelynck. L’article présente un réseau de neurones artificiels entrainé sur des conditions aux limites de la zone d’intérêt calculées chacune à partir d’un vecteur de paramètres de la pièce mécanique, le nombre de vecteur de paramètres étant choisi selon le budget de calcul disponible. Le réseau de neurones artificiels génère, après entrainement, un grand nombre de conditions aux limites de la zone d’intérêt à partir d’un grand nombre de vecteurs aléatoires. Les conditions aux limites de la zone d’intérêt générées par le réseau de neurones permettent ensuite de calculer, grâce à une méthode de modélisation par éléments finis, des simulations physiques de la zone d’intérêt et d’obtenir un modèle stochastique de la zone d’intérêt comportant un grand nombre de valeurs du modèle physique de ladite zone. Le modèle stochastique permet de quantifier les incertitudes des paramètres des modèles physiques de la zone d’intérêt. La méthode proposée dans l’article permet d’obtenir des résultats satisfaisants, cependant, l’entrainement du réseau de neurones présenté dans l’article n’est pas toujours convergent.
L'analyse des incertitudes épistémiques des systèmes dynamiques à grande échelle nécessite la construction d'un modèle stochastique desdits systèmes. Il y a donc un besoin de développer des modèles numériques stochastiques efficaces, convergents et réduisant le temps de calcul par rapport à l'état de la technique.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’obtenir un modèle stochastique d’une zone d’intérêt d’une pièce mécanique afin de quantifier des incertitudes paramétriques autour de la zone d'intérêt pour dimensionner ensuite la pièce, tout en respectant un coût de calcul restreint.
Concernant la définition "d'incertitudes paramétriques épistémiques" : chaque paramètre du paramètre du vecteur de paramètres est un paramètre incertain. L’incertitude au niveau de chaque paramètre du vecteur de paramètres se manifeste comme une connaissance incomplète des valeurs prises par ledit paramètre et une incapacité à décrire ce manque d’informations à l’aide de loi de probabilité, ces incertitudes sont alors dites épistémiques.
Grâce à l’invention, un modèle stochastique de la zone d’intérêt de la pièce mécanique est résolu sans nécessiter de coût de calculs importants. L’utilisation d’un réseau de neurones artificiels permet de gagner du temps en apprenant la distribution de probabilité de l’incertitude présente dans les données d’entrainement et en particulier des conditions aux limites de la zone d’intérêt calculées à partir des N scénarios p, et en générant une pluralité de conditions aux limites de la zone d’intérêt. En outre, la dimension du problème d’apprentissage est réduite car le réseau de neurones apprend des données en deux-dimensions alors qu’on résout un problème physique en trois-dimensions pour obtenir le modèle de la zone d'intérêt de la pièce mécanique. En effet, le champ de déplacement calculé en D2bornes représente le déplacement d'une onde aux limites de la zone d'intérêt, selon une dimension de l'espace. Ainsi, le déplacement dépend des deux autres directions de l'espace et par conséquent chaque champ de vitesse dépend de deux directions de l'espace et le réseau de neurones
L’utilisation du terme de régularisation d’Euler permet de stabiliser le réseau de neurones artificiels, et de garantir la régularité des dérivées temporelles du modèle de substitution du champ spatial généré aux limites de la zone d’intérêt.
Pour des raisons de facilité de fabrication et de coût de revient, ledit doigt plongeur est venu de moulage d’une seule pièce à partir d’un procédé à bi-injection de matière : ladite lamelle intermédiaire en matériau élastomère étant surmoulée par une seconde injection sur ledit corps principal et lesdites branches latérales réalisés au préalable par une première injection.
Afin d’obtenir une meilleure accroche mécanique du matériau élastomère lors du surmoulage de la lamelle intermédiaire, ladite lamelle intermédiaire se prolonge de préférence axialement à l’intérieur dudit corps principal et/ou ladite l’épaisseur de ladite lamelle intermédiaire augmente avantageusement de manière progressive depuis l’extrémité libre de ladite tête d’appui.
De sorte à éviter toute rotation du doigt plongeur autour de son axe qui entrainerait une modification de l’orientation de ladite lamelle intermédiaire vis-à-vis de la piste, ledit corps principal présente avantageusement en section un profil de forme polygonale complémentaire de celui dudit logement borgne.
Afin d’avoir une flexion homogène desdites branches latérales, ces dernières sont avantageusement symétriquement identiques vis-à-vis du plan moyen de ladite lamelle intermédiaire, lesdites branches latérales présentant de préférence en section un profil de forme sensiblement hémicirculaire, de sorte que la tête d’appui prise dans sa globalité présente sensiblement la forme d’une tige cylindrique.
De manière à favoriser le glissement de la tête d’appui sur la piste, les extrémités libres desdites deux branches latérales présentent avantageusement une forme convexe, de préférence en quart de sphère de sorte que l’extrémité libre de cette tête d’appui prise dans sa globalité présente sensiblement une forme hémisphérique.
L’invention vise également sous un second aspect, un appareil de commande électrique comportant un actionneur monté mobile vis-à-vis d’un boîtier et apte à occuper plusieurs positions privilégiées de commutation électrique, caractérisé en ce qu’il comporte un tel dispositif d’indexation.
Selon une caractéristique avantageuse, ledit actionneur est monté pivotant vis-à-vis dudit boîtier.
L’invention vise enfin sous un troisième aspect, un véhicule automobile comportant au moins un tel appareil de commande électrique.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - représente une vue en perspective d’un appareil de commande électrique comportant un dispositif d’indexation selon l’invention ; - est une vue en section suivant un plan longitudinal vertical de l’appareil de commande de la ; - représente une vue en perspective du doigt plongeur que comporte le dispositif d’indexation selon l’invention ; et - est une vue de section longitudinale du doigt plongeur de la .
La représente un appareil de commande électrique 1 destiné à être intégré dans un équipement non représenté d’un véhicule automobile tel qu’un accoudoir d’une portière latérale de ce véhicule, sa console centrale ou encore le volant.
L’appareil de commande électrique 1 constitue en l’espèce un sélecteur de vitesse permettant d’actionner les différentes vitesses de la boîte automatique de ce véhicule.
Par convention, on définit par rapport à cet appareil de commande 1, un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : - un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et - un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal.
L’appareil de commande 1 comporte un boîtier 10, constitué de plusieurs pièces 11, 12 assemblées les unes aux autres par encliquetage, et destiné à être dissimulé derrière une paroi de masquage non représentée d’un équipement du véhicule.
Cet appareil de commande 1 comporte également un actionneur 20 monté mobile à pivotement selon un axe transversal T vis-à-vis du boîtier interne 10 et étant apte à occuper plusieurs positions privilégiées de commutation électrique ; à savoir une position centrale stable illustrée par les figures 1 et 2 vers laquelle cet actionneur 20 est rappelé par des moyens de rappel élastiques non représentés, deux positions avancées instables, ainsi que deux positions reculées instables.
- fournir un empilement comprenant un substrat en saphir recouvert par une couche de GaN non intentionnellement dopée (GaN nid), une couche de GaN dopée Si n+ (5e10 18 at/cm 3 ) et une couche d’InGaN ou de GaN non intentionnellement dopée,
- graver partiellement l’empilement pour former les mésas GaN/InGaN ou GaN/GaN ; l’épaisseur de la couche dopée n’est gravée que partiellement pour que la couche dopée résiduelle en fond de mésa permette la polarisation de la couche dopée de toutes les mésas (‘polarisation ring’ ou polarisation bord de plaque, par exemple)
- réaliser une étape de porosification électrochimique dans une solution d’acide oxalique (0,3M), la couche de GaN dopée jouant le rôle d’anode et un fil de platine jouant le rôle de cathode.
La couche porosifiée de GaN ainsi obtenue peut permettre de faire croitre une structure LED nitrure à base d’InGaN de meilleure qualité cristalline, grâce à la relaxation des mesas poreux générés.
Cependant, la qualité de la LED dépend non seulement du diamètre des pores et de la porosité de la couche de GaN porosifiée. Il est donc nécessaire de pouvoir porosifier de manière homogène toutes les mésas d’une même plaque.
Il est également possible d’avoir une couche commune à toutes les mésas dans ces empilements. L’étape de porosification est alors réalisée en polarisant cette couche commune avec un potentiel anodique.
Par exemple, les figures 1A à 1C représentent différentes étapes d’un tel procédé. Plus particulièrement, le procédé comprend les étapes suivantes :
- fournir un empilement comprenant successivement une couche support 10, une couche GaN non intentionnellement dopée 11, une couche GaN dopée ou fortement dopée 12, une couche d’InGaN ou de GaN nid 13 ( ),
- structurer des mésas dans cet empilement, les mésas comprenant la couche d’InGaN ou de GaN nid 13 et une partie de la couche GaN dopée ou fortement dopée 12 ( ), l’autre partie de la couche GaN dopée jouant le rôle de couche commune aux mésas,
- plonger la structure obtenue dans une solution électrolytique et appliquer une tension entre la couche GaN dopée ou fortement dopée 12 et une contre-électrode, moyennant quoi on obtient une couche GaN porosifiée 12’ ( ).
Il est connu que les couches d’InGaN nid ont des défauts intrinsèques (‘V-pits’), ce qui facilite la porosification des mésas car la solution électrolytique peut s’infiltrer à partir de cette couche supérieure 13 des mésas jusqu’à la couche dopée ou fortement dopée (12) à travers ces défauts en même temps que par les flancs de la couche dopée ou fortement dopée des mésas 12.