INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, après l’étape de mélange de poudre, l’électrode est fabriquée par un procédé sans solvant en utilisant un procédé de calandrage qui permet de réaliser l’étape de filmification et de transfert du revêtement sur le collecteur de courant en une seule étape c’est-à-dire sans passer par une étape de fabrication d’un film auto-supporté. Pour ce faire, la calandre utilisée possède plusieurs rouleaux (au moins trois). La poudre obtenue après l’étape de mélange est introduite entre les deux premiers rouleaux le plus souvent chauffés et possédant des vitesses de rotation différentielles pour cisailler la poudre. Le revêtement formé et resté collé sur le rouleau le plus rapide est ensuite directement laminé sur le collecteur de courant avec un troisième rouleau. L’électrode ainsi obtenue peut être repassée ultérieurement dans une calandre pour ajuster sa porosité ou son épaisseur si besoin.
Si plusieurs code d’identification différents sont présents dans une même première image IMG1, on détermine de manière préférée une zone de focus pertinente pour chaque code d’identification. Cela permet l’acquisition de plusieurs deuxièmes images IMG2 avec des zones de focus pertinentes qui sont différentes. De manière préférée, afin de permettre une détermination plus robuste de la zone de focus pertinente Fp, les cellules primaires C1 sont également libellées en fonction de l’orientation du code d’identification ID (position angulaire des pics dans les histogrammes) de manière à faciliter la détection de codes d’identification différents.
Si plusieurs code d’identification appartenant à des catégories différentes sont présents dans une même première image IMG1, on détermine de manière préférée une zone de focus pertinente propre à chaque catégorie pour l’acquisition de plusieurs deuxièmes images IMG2 avec des zones de focus pertinentes qui peuvent être différentes en fonction des catégories. Autrement dit, on peut déterminer une zone de focus pertinente de manière individuelle pour chaque code d’identification. Lorsque deux zones de focus pertinentes sont proches l’une de l’autre, seule une zone de focus est conservée ou déterminée afin de réduire le nombre d’acquisition de deuxièmes images. Le serveur de traitement 2 est de manière avantageuse configuré pour déterminer plusieurs codes d’identification de manière simultanée dans une même deuxième image IMG2.
ELECTRODES D'ÉCHANGE POUR RÉSEAU D’ILOTS QUANTIQUES DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La présente demande concerne le domaine des dispositifs électroniques quantiques à bits quantiques (également appelés quantum bits ou « qubits » ou « Qbits ») formés à partir de régions d’ilots quantiques semi-conducteurs et utilisant, outre des électrodes de grille de contrôle dites « avant » et situées au-dessus des ilots, une ou plusieurs électrodes d’échanges pour permettre un couplage entre deux ilots ou entre un ilot et un réservoir de charges.
Les îlots quantiques (parfois également appelées boîtes ou points quantiques) forment des éléments de base d’un dispositif électronique quantique. Les îlots quantiques sont typiquement formés dans une région de matériau semi-conducteur dans laquelle des puits de potentiel sont mis en œuvre pour confiner des porteurs, électrons ou trous, dans les trois dimensions de l'espace. Une information quantique est alors codée par le biais du spin du porteur. On parle alors de qubits de spin.
Les dispositifs quantiques à qubits de spin formés à l’aide d’une région semi-conductrice ont pour avantage de permettre une fabrication d’une densité de qubits importante et de pouvoir co-intégrer ces qubits avec d’autres composants, comme par exemple des transistors.
Selon une approche, des électrons sont confinés par effet de champ sous des électrodes de grilles semblables à celles des structures de transistors et l'information est encodée dans le spin de ces électrons. Ces grilles dites « avant » sont disposées au-dessus des ilots quantiques.
Pour permettre un contrôle amélioré et pouvoir réaliser un couplage tunnel entre ilots voisins et pouvoir ainsi modifier une barrière tunnel entre ces ilots quantiques voisins, des électrodes supplémentaires, appelées électrodes d'échange peuvent être prévues.
Ainsi, le document « A Single-Electron Injection Device for CMOS Charge Qubits Implemented in 22-nm FD-SOI » de Bashir et al., IEEE SOLID-STATE CIRCUITS LETTERS, VOL. 3, 2020, prévoit par exemple une électrode supplémentaire supérieure formée au-dessus des électrodes de grilles et au niveau du premier niveau métallique d’interconnexions afin de contrôler le couplage tunnel entre deux ilots adjacents.
L’efficacité d’une telle électrode supplémentaire, en termes de modulation de potentiel qu’elle permet de réaliser, s’avère insuffisante. Cela est dû notamment à la distance trop importante entre l’électrode supplémentaire située dans le premier niveau métallique et la couche semi-conductrice ou « zone active » dans laquelle les qubits sont formés.
Cela est dû également à un effet de blindage électrostatique du fait que les grilles sont situées dans l’empilement entre l’électrode supplémentaire au premier niveau métallique et la zone active.
Le document « A new FDSOI spin qubit platform with 40 nm effective control pitch », de T. Bédécarrats et al., IEDM 2021 prévoit également des électrodes d’échange appelées « J-gates » pour contrôler le couplage tunnel entre deux ilots quantiques adjacents. Ces électrodes d’échange sont cette fois sous forme de plots conducteurs disposés au-dessus et en regard de la zone active. Le contrôle du couplage entre ilots est amélioré dans la mesure où l’extrémité inférieure des plots est rapprochée mais la mise en œuvre de telles électrodes pose des problèmes de coûts et des difficultés de positionnement des plots. Il est en effet difficile de disposer ces plots à distance suffisamment faible de la zone active pour améliorer le couplage tout en évitant de rentrer en contact avec les électrodes de grille et les ilots eux-mêmes. Un effet de « blindage » par les grilles persiste avec cette configuration.
Il se pose le problème de réaliser un nouveau dispositif quantique avec une ou plusieurs électrodes d’échanges et qui soit amélioré vis-à-vis d’au moins un des inconvénients mentionnés ci-dessus.
Selon un aspect, la présente invention concerne un dispositif électronique quantique comprenant :
- un substrat revêtu d’au moins un bloc semi-conducteur, ledit bloc semi-conducteur s’étendant principalement dans une première direction, ledit bloc semi-conducteur comprenant une couche semi-conductrice ;
- des zones d’isolation agencées de part et d’autre de la couche semi-conductrice dudit bloc semi-conducteur,
Dans le cas de l’électrolyse, l'électrolyse de l'eau pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène consiste à utiliser du courant électrique et peut être effectuée soit à partir d'eau liquide, soit à partir de vapeur d’eau.
La dissociation de la vapeur d’eau nécessite moins d'énergie par rapport à celle de l'eau liquide, la différence correspondant à l’énergie nécessaire à la vaporisation de l’eau.
De plus, lorsque la température augmente, une partie de l'énergie électrique nécessaire pour dissocier la molécule d'eau en phase gazeuse peut être remplacée par de la chaleur. Une telle situation existe concrètement lorsqu’il existe localement une source de chaleur à bas cout, voire fatale, ce qui peut être le cas sur de nombreux sites, notamment industriels. De ce fait, il semblerait intéressant de travailler à une température la plus haute possible. La gamme de fonctionnement considérée comme la plus pertinente aujourd’hui se situe entre 700 °C et 850 °C, suffisamment élevée pour que la conductivité de l’électrolyte et les performances soient élevées, mais pas trop du fait de limitations liées à la tenue des matériaux à haute température (tenue mécanique et physicochimique).
Du fait de sa température de fonctionnement, comprise entre 700 °C et 850 °C, la cellule 1, cœur de la réaction électrochimique de production d’hydrogène (dans le cas de l’électrolyse), est de préférence en céramique. Elle ne nécessite aucun catalyseur en métaux nobles. Elle est ainsi constituée dans le présent exemple d’un électrolyte solide 2 qui est dense et étanche aux gaz, par exemple en oxyde de zirconium stabilisé à l’oxyde d’yttrium (YSZ) qui est un conducteur ionique (des ions O 2- ), et des deux électrodes 3A, 4A, poreuses qui sont conductrices électroniques et ioniques, pour l’apport en réactifs et l’évacuation des produits.
Dans l’exemple de l’électrolyseur, l’électrode à hydrogène (4A) est par exemple un composite céramique-métal (un cermet) Ni-YSZ. L’électrode à oxygène 3A est par exemple un oxyde de structure pérovskite, souvent composé des éléments La, Sr, Co et Fe, dénommé LSCF. De la cérine gadoliniée (CGO) peut également entrer dans la composition de la cellule, sous forme de couche barrière entre l’électrolyte et l’électrode à oxygène pour minimiser la réactivité entre ces deux éléments, et éventuellement également dans l’électrode elle-même pour former un composite LSCF-CGO.
La est une vue en coupe illustrant le fonctionnement, bien connu, de la cellule de la , indiquant les deux demi-réactions aux électrodes, et illustrant le circuit électrique sous forme d’un élément électrique 5 (générateur dans le cas d’un électrolyseur, ou charge dans le cas d’une pile à combustible). Les éléments 3B et 4B ne sont pas représentés.
L’invention s’applique aussi bien à une cellule 1 unitaire qu’à des multimodules à multiempilements d’échelle Multi-Mégawatts.
Les figures 3 et 4 illustrent deux exemples de constitutions de cellule, auxquels l’invention peut être appliquée.
Pour ces cellules 1 fonctionnant sous haute température, deux technologies sont généralement considérées. Elles présentent soit : – un électrolyte solide 2 épais (environ 100 µm d’épaisseur) et deux électrodes 3A, 4A minces (ce sont alors des cellules dites « à électrolyte support »), voir ; – une électrode qui est épaisse (l’électrode à hydrogène 4A, plusieurs centaines de µm d’épaisseur), l’électrolyte solide 2 étant très mince (moins de 10 µm) et l’électrode à oxygène 3A étant mince (ce sont alors des cellules dites « à électrode support »), voir . L’amincissement de l’électrolyte solide 2 permet de diminuer les chutes ohmiques et donc d’améliorer fortement les performances de la cellule 1. Pour fixer les ordres de grandeur, des densités de courant jusqu’à deux fois supérieures sont obtenues avec des cellules à électrode support (-1,2 A/cm² contre environ -0,6 A/cm² pour des cellules à électrolyte support), pour une température inférieure de 100 °C (700-750°C contre 800-850°C).
La illustre un électrolyseur / pile à combustible 6 selon l’invention.
L’électrolyseur / pile à combustible 6 comporte une enceinte 7 délimitant une zone de haute température. Un empilement 18 de cellules 1 est disposé dans l’enceinte 7 pour travailler à la haute température requise.
L’électrolyseur / pile à combustible 6 comporte de plus un organe électrique 8, et un organe fluidique 9. La est une vue fonctionnelle simplifiée, centrée sur l’invention, et l’électrolyseur / pile à combustible comporte de plus d’autres organes nécessaires et connus tels que des organes mécaniques et autres organes thermiques.
Dans le présent exemple, l’électrolyseur / pile à combustible 6 est prévu pour fonctionner en mode électrolyseur, et la description qui va suivre est conforme à cet exemple, étant entendu qu’un fonctionnement en mode pile à combustible sera similaire, bien qu’adapté.
L’organe électrique 8 est donc ici constitué d’un générateur électrique à courant continu.
L’organe fluidique 9 comporte un élément de fourniture d’eau 10 (qui est dans le présent exemple un générateur de vapeur), un récupérateur de dihydrogène 11, un élément de fourniture d’air 14, et un récupérateur de dioxygène 15.
L’élément de fourniture d’eau 10 et le récupérateur de dihydrogène 11 sont destinés à être reliés à une première électrode (qui est ici l’électrode à hydrogène 4A) des cellules 1 par un conduit d’alimentation 12 de l’électrode à hydrogène et un conduit de retour 13 de l’électrode à hydrogène. L’élément de fourniture d’air 14, et le récupérateur de dioxygène 15 sont destinés à être reliés à une deuxième électrode (qui est ici l’électrode à oxygène 3A) des cellules 1 par un conduit d’alimentation 16 de l’électrode à oxygène et un conduit de retour 17 de l’électrode à oxygène.
Obtention de sous-cellules photovoltaïques
Le procédé comporte avantageusement une étape d) consistant à découper le substrat 1 suivant au moins une ligne de découpe L1, L2 s’étendant dans la région centrale Rc de manière à obtenir au moins deux sous-cellules C photovoltaïques. A titre d'exemples non limitatifs, l’étape d) peut être exécutée par une technique de clivage laser (LDC pour « Laser Direct Cleavage » en langue anglaise), ou par une technique de séparation thermique au laser (TLS pour « Thermal Laser Separation » en langue anglaise), ces techniques étant connues de l’homme du métier. L’étape d) est avantageusement exécutée de manière à obtenir au moins deux sous-cellules C photovoltaïques possédant des superficies identiques.
L’étape d) est avantageusement exécutée de sorte que ladite au moins une ligne de découpe L1, L2 est parallèle à la normale aux surfaces supérieure et inférieure du substrat 1.
On choisira le nombre de lignes de découpe L1, L2 en fonction du nombre de sous-cellules C photovoltaïques souhaitées et de leur format souhaité.
L’étape d) est avantageusement exécutée après les étapes b 1 ), b 2 ), b 3 ) et b 4 ). Autrement dit, l’étape d) est avantageusement exécutée après les étapes b i ), « i » étant un entier compris entre 1 et 4 selon le nombre de bords natifs retirés.
L’étape d) est avantageusement exécutée avant les étapes c 1 ), c 2 ), c 3 ) et c 4 ). Autrement dit, l’étape d) est avantageusement exécutée avant les étapes c i ), « i » étant un entier compris entre 1 et 4 selon le nombre de bords natifs retirés.
Lesdites au moins deux sous-cellules C photovoltaïques présentent des bords découpés à l’issue de l’étape d). Le procédé comporte avantageusement une étape e) consistant à revêtir chaque bord découpé à l’issue de l’étape d) d’une couche de passivation P’ possédant une vitesse de recombinaison de surface effective strictement inférieure à SRV 0 . Plus précisément, la couche de passivation P’ possède une vitesse de recombinaison de surface effective strictement inférieure à celle de la couche de passivation initiale P0 des parties latérales 2a, 2b, 2c, 2d de l’empilement 2.
Lorsque l’étape d) est exécutée avant les étapes c 1 ), c 2 ), c 3 ) et c 4 ), alors l’étape e) est avantageusement exécutée de manière concomitante avec les étapes c 1 ), c 2 ), c 3 ) et c 4 ). La couche de passivation P’ de l’étape e) est avantageusement réalisée dans le même matériau que les première, deuxième, troisième et quatrième couches de passivation P1, P2, P3, P4.
Procédé de conversion lumineuse et dispositif émetteur de lumière La présente invention concerne un procédé de conversion lumineuse et un dispositif émetteur de lumière.
Les matériaux luminophores capables de convertir la lumière bleue sont très utilisés depuis l’avènement des LEDs pour des applications d’éclairage ou de systèmes imageurs (écrans). Ces matériaux utilisent généralement des composés inorganiques cristallins, tels que les grenats d’aluminium et d’yttrium (YAGs pour Yttrium Aluminium Garnets) ou les grenats d’Aluminium et de Lutetium (LuAGs pour Lutetium Aluminium Garnets). Ces luminophores peuvent être dopés en Néodyme, Chrome, Ytterbium, Erbium, Cérium, Praséodyme ou Gadolinium pour modifier leurs spectres d’émission et ainsi couvrir toute la gamme de la lumière visible.
Ces luminophores dits conventionnels présentent de bonnes propriétés optiques. Toutefois, ils sont issus de minerais et d’éléments dont certains risquent d’être moins disponibles à l’avenir.
Il existe par conséquent un intérêt pour disposer d’un matériau luminophore capable de convertir la lumière bleue notamment, sans recours aux composés inorganiques précités ou dans des quantités moindres.
L’invention répond à ce besoin en proposant un procédé de conversion lumineuse dans lequel on soumet à une lumière de longueur d’onde comprise entre 300nm et 580nm, produite par une source lumineuse convertissant une énergie électrique en lumière, un matériau luminophore comportant des points de carbone quantiques à cœur graphitique dispersés dans une matrice, ces derniers produisant en réponse à cette illumination une lumière rouge de longueur d’onde comprise entre 625nm et 740nm.
L’invention permet d’émettre une lumière rouge sous l’effet d’un rayonnement incident bleu et/ou vert et/ou dans le domaine de lumière ultra-violet.
Le rendement quantique est de préférence compris entre 60% et 80%, en fonction de la longueur d’onde.
représente de manière schématique et partielle un exemple de dispositif émetteur de lumière selon l’invention,
est un diagramme 2D représentant les propriétés d’émission d’un exemple de matériau luminophore selon l’invention, en indiquant l’intensité d’émission et la longueur d’onde d’émission en fonction de la longueur d’onde d’excitation
représente de manière schématique et partielle un exemple de système imageur comportant le matériau luminophore selon l’invention,
illustre le spectre XPS des points de carbone utilisés pour la conversion lumineuse (à gauche) et la teneur associée en Carbone (C), Azote (N) et Oxygène (O), et
illustre la déconvolution des spectres XPS associés aux points de carbone utilisés pour la conversion lumineuse et l’identification des fonctions présentes dans les points de carbone à l’aide de courbes d’ajustement (« Fits »).
Description détaillée On a illustré à la la conversion de lumière à l’aide d’un matériau luminophore 2 selon l’invention, comportant une matrice transparente ou translucide et des points de carbone.
Ce matériau luminophore 2 est illuminé par une source lumineuse 1 à une longueur d’onde λ1 dans le bleu ou le domaine UV, et réémet une lumière dans le rouge à une longueur d’onde λ2.
Le matériau luminophore 2 est par exemple intégré à un dispositif d’éclairage tel qu’illustré à la , qui comprend une source lumineuse sous la forme par exemple d’une puce électroluminescente 1, notamment d’une diode électroluminescente, la matrice du matériau luminophore étant par exemple coulée ou injectée au contact de la puce.
La fabrication du matériau luminophore 2 peut se faire en deux étapes.
Dans un premier temps, les points carbone sont synthétisés sous forme d’une poudre. Dans une seconde étape, cette poudre est dispersée dans un monomère liquide en présence d’un initiateur de polymérisation. Au terme d’un temps d’attente nécessaire à la polymérisation du monomère, les points carbone se retrouvent figés dans la matrice plastique transparente.
La synthèse se fait de préférence dans le DMF car il est préférable d’obtenir des points carbone hydrophobes, plus faciles à disperser ensuite dans le milieu de la matrice ou son précurseur, par exemple dans le monomère qui sert de précurseur à la matrice plastique transparente.
Après cette dernière étape d’évaporation, une poudre noire de points carbone purifiés est obtenue. C’est cette poudre noire qui peut ensuite être utilisée pour la préparation du matériau luminophore.
La montre des images MET ainsi que le diffractogramme relatif aux points carbone ainsi préparés. La distribution de taille des points carbone est polydisperse, comprise entre quelques nm et 50nm (images A et B). L’analyse DRX (image C) donne un diffractogramme classique de ce qui est généralement obtenu avec les points carbone, avec un pic large autour de 25° relatif au plan (002) du cœur graphitique des points carbone.
La est une vue en perspective du mode de réalisation d’une batterie lors d’une première étape d’assemblage ou de réalisation.
La est une vue en perspective du mode de réalisation d’une batterie lors d’une deuxième étape d’assemblage ou de réalisation, la deuxième étape étant ultérieure à la première étape.
La est une vue en coupe axiale partielle du mode de réalisation d’une batterie.
La est une vue en perspective éclatée du mode de réalisation d’une batterie.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’une batterie en place dans un véhicule.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un élément de connexion électrique de cellules électrochimiques entre elles.
Les figures 13 et 14 illustrent schématiquement un mode de réalisation d’un véhicule 100 automobile équipé d’un mode de réalisation d’une batterie 1. Le véhicule 100 peut être de toute nature, c’est-à-dire qu’il peut s’agir d’un véhicule particulier, d’un véhicule utilitaire, d’un camion ou d’un bus. Egalement, le véhicule 100 peut être un véhicule autonome ou non autonome.
Le véhicule peut être à motorisation thermique. Particulièrement, le véhicule 100 peut être à motorisation électrique ou à motorisation hybride.
La batterie 1 peut être une batterie d’alimentation d’un ou de plusieurs équipements du véhicule. En particulier, la batterie 1 peut être une batterie d’alimentation d’un moteur électrique d’entraînement du véhicule automobile.
La batterie 1 est avantageusement disposée dans un logement 103 dans la caisse du véhicule automobile. Le logement 103 est de préférence : - réalisé par une tôle emboutie formant un creux constituant au moins en partie le logement, et/ou - réalisé dans le fond ou plancher 102 d’un coffre 101 du véhicule automobile.
Alternativement, le logement peut se trouver à l’extérieur de la structure de caisse du véhicule automobile, par exemple sous le plancher.
De préférence, ce logement est un logement destiné à recevoir une roue de secours sur les modèles du véhicule ne présentant pas de batterie à cet endroit.
Le logement présente en particulier une forme globale de dépression ou de conformation en creux cylindrique. L’axe de cette conformation cylindrique peut par exemple s’étendre perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement à la surface bordant le logement. La forme en creux cylindrique présente par exemple une profondeur inférieure à la moitié de son diamètre ou inférieure au tiers de son diamètre ou inférieure au quart de son diamètre.
Le fond du logement est par exemple revêtu d’une couche de matériau souple isolant phonique ou anti-bruit. Cette couche peut être constituée par application d’un mastic. Avantageusement, la batterie repose sur le fond du logement. La batterie peut par exemple être fixée à l’aide d’un tirant s’étendant depuis le fond du logement.
La batterie 1 est configurée ou agencée de sorte qu’elle a globalement la forme de : - un cylindre, ou - un anneau.
L’encombrement extérieur de la batterie est globalement un cylindre d’axe A sensiblement complémentaire du logement. Le cylindre présente de préférence une hauteur inférieure à la moitié de son diamètre ou inférieure au tiers de son diamètre ou inférieure au quart de son diamètre.
– la et la illustrent deux types de cellule d’électrolyseur / pile à combustible donnés en exemple ;
– la est une représentation schématique d’un électrolyseur / pile à combustible à oxyde solide selon l’invention, dans une première configuration ;
– la est similaire à la pour une deuxième configuration ;
– la est similaire à la pour une troisième configuration ;
– la est similaire à la pour une quatrième configuration ;
– la et la illustrent l’invention par des vues schématiques d’un exemple de motif élémentaire d’électrolyseur / pile à combustible à oxyde solide, respectivement pour un sens nominal d’écoulement de ses deux électrodes, et pour un sens inversé d’écoulement de ses deux électrodes ;
– la , la , la , la , la , la , la et la illustrent des exemples de réalisation du dispositif d’inversion de flux d’un électrolyseur selon l’invention ;
– la , la , la , et la représentent la microstructure d’un électrolyseur / pile à combustible à oxyde solide pour différentes configurations dans le cycle de vie d’un électrolyseur / pile à combustible à oxyde solide.