INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- l’indice optique des couches d’encapsulation, par exemple en SiN, en particulier, dans le cas où l’électrode supérieure (par exemple en aluminium) recouvre les flancs de la couche porosifiée et où la couche porosifiée est en contact direct avec la couche d’encapsulation.
Comme les indices de la couche porosifiée, de la couche de TCO et de la couche d’encapsulation sont proches, les réflexions à ces interfaces sont minimisées, rendant l’émission dans le SiN indépendante des variations d’épaisseur du GaN poreux.
Avantageusement, la couche de GaN poreux présente une porosité entre 40% et 70% volumique pour avoir un indice optique effectif proche de 1.9 (i.e. proche de l’indice optique des couches supérieures) et ainsi minimiser les réflexions entre le GaN poreux et ces couches supérieures.
La couche de GaN poreux étant disposé entre l’anode (électrode inférieure) et la cathode (électrode supérieure, ici la couche d’oxyde transparent conducteur), la porosité ne sera pas trop élevée pour que cette couche porosifiée puisse transporter les électrons. Pour conserver une couche poreuse conductrice, il est possible de mettre en œuvre un dopage différentiel localisé de la couche N-GaN afin de conserver, à l’échelle du pixel, une zone non porosifiée.
La localisation fine de l’interface GaN/GaN poreux permet de contrôler l’épaisseur de la cavité de la LED et ainsi de positionner l’interface de réflexion entre le GaN et le GaN poreux à une position d’interférence constructive afin de maximiser l’extraction lumineuse. Il est possible de réduire ainsi les épaisseurs des micro-LEDs par le motif (« design ») de l’épitaxie, en compactant au maximum le stack P-GaN, puits quantiques et N-GaN à son minimum, avantageusement entre 250 et 500nm, afin de maximiser le couplage de la puissance optique dans le mode vertical plutôt que dans les modes guidés dans le plan. Les gains en extraction ainsi qu’en uniformité d’émission seront d’autant plus importants que l’épaisseur de GaN est faible.
Les couches de GaN sont, de préférence, formées par épitaxie.
La porosification est réalisée par anodisation électrochimique. La porosification électrochimique présente une sélectivité en fonction du niveau de dopage. Elle a lieu uniquement dans les zones les plus dopées N (10 19 at.cm -3 par exemple), définies notamment au cours de l’épitaxie. La position des zones poreuses est alors finement contrôlée. Ainsi, l’épaisseur de GaN non porosifiée sera constante quelles que soient les variations d’épaisseur résultant du procédé. Les variations, introduites par le procédé de fabrication de la microLED, sont reportées dans la couche poreuse qui permet d’absorber les variations de process. La couche poreuse est une couche d’extraction optique tolérante aux variations d’épaisseur.
La pixellisation peut être faite avant ou après report, le substrat de croissance doit être retiré, du moins s’il est opaque (cas Si).
Avantageusement, l’épaisseur de la couche de GaN fortement dopée est comprise entre 100nm et 500nm, de préférence entre 200 et 500 nm. Ainsi, l’épaisseur de GaN est supérieure au TTV introduit par l’épitaxie et par les procédés d’amincissement (de l’ordre de 200nm).
Une couche anti-reflet peut être déposée sur la couche d’encapsulation.
Selon un premier mode de réalisation avantageux, le procédé est un procédé de réalisation micro-LED par collage monolithique de l’épitaxie.
Selon une variante de ce premier mode de réalisation, l’étape i) est, avantageusement, réalisée selon les étapes a) à c) suivantes :
a) fournir un empilement initial comprenant une couche support, éventuellement une couche tampon en (Al,Ga)N, une couche de GaN non intentionnellement dopée, une couche de GaN fortement dopée n, une couche de GaN dopée n, des puits quantiques, une couche de GaN dopée p et une première électrode,
b) reporter le premier empilement sur un substrat support recouvert par une couche métallique,
c) retirer la couche support, le cas échéant la couche tampon en (Al,Ga)N, la couche de GaN non intentionnellement dopée, par exemple par amincissement, moyennant quoi on obtient un substrat d’intérêt comprenant le substrat support, la première électrode, la couche de GaN dopée p, les puits quantiques GaN/InGaN, la couche de GaN dopée n et la couche de GaN fortement dopée n.
- la tomographie acoustique par ondes élastiques guidées dont un exemple est décrit par T. Druet et al. dans l’article intitulé : « Autocalibration method for guided wave tomography with undersampled data » Wave Motion, pp. 265-283, 2019, les ondes utilisées étant des ondes guidées par la paroi de la structure étudiée notamment pour une imagerie de corrosion de la structure.
La tomographie par impédance électrique (TIE) est une technique non invasive, non destructive, qui permet de visualiser, en temps réel et en continu, l’intérieur d’un objet (i.e. structure) en mesurant les propriétés électriques, notamment le potentiel et le courant électrique, de cet objet à sa surface. Cette approche, robuste, est particulièrement adaptée à la réalisation de mesures non intrusives dans des environnements industriels, par exemple sous hautes pressions et/ou hautes températures. Autrement dit, la mesure de tomographie électrique utilise la loi d’Ohm pour reconstruire la carte de conductivité électrique à partir des informations en potentiels et courants électriques sur la périphérie. Les potentiels électriques sont imposés sur les électrodes placées autour et en contact du domaine d’étude.
La tomographie par impédance électrique (TIE) consiste plus précisément à injecter des courants ou potentiels électriques au moyen d’un ensemble d’électrodes non-intrusives disposées à la surface de l’objet surveillé et ensuite à mesurer les potentiels ou courants électriques à la surface de cet objet (i.e. structure).
Les électrodes sont propres à être uniquement en contact avec la surface extérieure de l’objet. Toutefois, dans le cas où la surface de l’objet est en métal, les électrodes sont propres à traverser la paroi et être en contact avec le fluide.
La carte de l’impédance à l’intérieur de l’objet est reconstruite en résolvant le problème inverse associé.
Il est connu de mettre en œuvre un multiplexage selon lequel un signal d’excitation est imposé à un groupe d’électrodes. Les différents groupes d’électrodes sont sélectionnées en temps réel au moyen de multiplexeurs ou d’interrupteurs électroniques ou, en fréquence dans l’espace de Fourier. L’ensemble des séries d’excitation (tension ou courant) et de mesures (courant ou tension respectivement) permettent l’obtention d’une matrice de données contenant les valeurs des mesures pour chaque électrode selon chaque motif d’excitation. Ces matrices sont utilisées pour reconstruire une image de tomographie par impédance électrique (TIE).
Une image de tomographie par impédance électrique (TIE) comprend ainsi les données de mesure de tous les groupes d’électrodes excitées propre à être utilisées pour déterminer la distribution de potentiel et résoudre le problème inverse consistant à reconstruire la distribution des propriétés des matériaux au sein de l’objet, telles que la conductivité électrique, la permittivité, etc.
La tomographie acoustique par ondes mécaniques correspondant à des ondes de volume (par exemple des ondes longitudinales de pression dans de l’eau) ou à des ondes élastiques guidées (par exemple des ondes de Lamb dans des plaques), repose quant à elle sur le même principe, quel que soit le problème technique à résoudre portant sur l’imagerie d’écoulement multiphasique ou de corrosion/érosion, à savoir l’utilisation d’un réseau de capteurs, par exemple des transducteurs piézoélectriques, un tel réseau étant propre à émettre et recevoir des ondes mécaniques dans un milieu pour le sonder. La tomographie par ondes mécaniques comprend par ailleurs l’acquisition des ondes pour l’ensemble des couples de capteurs de la distribution (i.e. du réseau de capteurs utilisé) et leur transformation sous la forme de signaux numérisés. Les signaux numérisés sont alors les données d’entrée d’un procédé propre à résoudre un problème inverse permettant d’imager le milieu. Ainsi, la tomographie par ondes mécaniques permet de quantifier par exemple les positions et étendu des bulles d’un écoulement ou la perte d’épaisseur d’une structure due à de la corrosion ou de l’érosion.
Il est à noter que la caractéristique principale différenciant les ondes élastiques guidées utilisées pour mesurer la corrosion/érosion ou pertes d’épaisseur de structure des ondes de volume utilisées pour mesurer un écoulement multiphasique, est que les ondes élastiques guidées sont dispersives tandis que les ondes de volume ne le sont pas. On utilise cette propriété de dispersion pour remonter quantitativement à l’épaisseur dans le cas de l’imagerie de corrosion, grace à ce que l’on appelle des courbes de dispersion qui relient les propriétés des ondes telles que leurs vitesses de phase ou de groupe ou bien encore la longueur d’onde ou le nombre d’onde en fonction de la fréquence et de l’épaisseur de la structure.
En tomographie acoustique, afin de résoudre le problème inverse de reconstruction d’une image à partir de signaux, il existe différentes techniques de tomographie acoustique plus ou moins adaptées selon ce que l’on cherche à imager, à savoir :
- la tomographie par diffraction selon une approche ondulatoire, adaptée à une application à :
- l’imagerie d’écoulement notamment pour détecter une taille de bulle petite devant la longueur d’onde utilisée, car associée à un phénomène de diffraction prépondérant,
- l’imagerie de corrosion pour détecter les petits défauts de structure,
- la tomographie en temps de vol ou en atténuation selon une approche par rayon, adaptée à une application à :
- l’imagerie d’écoulement notamment pour détecter une taille de bulle grande devant la longueur d’onde utilisée, car associée à un phénomène de réflexion sur les bulles prépondérant et une atténuation sur les trajets direct en transmission,
- l’imagerie de corrosion pour détecter des grands défauts de structure,
Selon un autre exemple pour cette application d’imagerie de corrosion/érosion de structure, ledit premier seuil est égal audit deuxième seuil et sont sensiblement égaux à 15kHz, la composante d’excitation électrique présentant une fréquence strictement inférieure à ce seuil commun, et la composante d’excitation acoustique présentant une fréquence strictement supérieure à ce seuil de fréquence commun.
Le choix desdits premier et deuxième seuils de tension et/ou desdits premier et deuxième seuils de fréquence précités permet d’obtenir une émission et une réception des ondes à des tensions et des fréquences intelligemment choisies pour permettre la mesure simultanée.
En complément facultatif, ledit module G de génération comprend un mixeur ayant pour entrées ladite composante d’excitation acoustique et ladite composante d’excitation électrique et pour sortie ledit signal bi-composantes, ledit mixeur correspondant, par exemple à un additionneur.
En complément facultatif, ledit module G de génération comprend en outre un ensemble d’interrupteurs électroniques configurés pour multiplexer en division temporelle les composantes d’excitation acoustique et/ou les composantes d’excitation électrique d’une pluralité de signaux bi-composantes, chaque signal bi-composantes de ladite pluralité étant associé à un capteur émetteur distinct.
Un tel multiplexage en division temporelle, utilisant des interrupteurs électroniques, permet de distribuer les signaux temporellement sur le jeu d’éléments d’excitation et de mesure dédiés à la mesure tomographique par impédance électrique du réseau 12 et sur le jeu d’éléments d’excitation et de mesure dédiés à la mesure tomographique acoustique.
En complément facultatif, ledit module G de génération comprend en outre un outil de multiplexage fréquentiel configuré pour multiplexer en division fréquentielle les composantes d’excitation acoustique et/ou les composantes d’excitation électrique d’une pluralité de signaux bi-composantes, chaque signal bi-composantes de ladite pluralité étant associé à un capteur émetteur distinct.
Par exemple, selon ce complément facultatif, un tel multiplexage en division fréquentielle est obtenu en appliquant la technique « ONE-SHOT » (de l’anglais ONe Excitation for Simultaneous High-speed Operation Tomography ) décrite par M. Darnajou et al. dans l’article intitulé « High Speed EIT With Multifrequency Excitation Using FPGA and Response Analysis Using FDM » de 2020, ou encore la technique « COLTRANE » (de l’anglais Continuous Overlapping operations with Linear Trigonometric Response ANalysis for EIT) décrite dans le document WO 2022 200558 A1 ou encore dans la thèse de M. Darnajou, intitulée « A Novel approach to High-Speed Electrical Impedance Tomography with Frequency Division Multiplexing » d’octobre 2020. Un tel multiplexage en division fréquentielles permet notamment d’ajouter de la simultanéité dans les deux techniques de tomographie acoustique et par impédance électrique.
Un tel multiplexage optionnel en division fréquentielles, est selon le besoin, propre à être combiné au multiplexage en division temporelle optionnel précité.
En complément facultatif, ledit module d’acquisition A comprend de manière analogique :
- un ensemble prédéterminé de filtres passe-bande, ledit ensemble de filtres passe-bande étant configuré pour discriminer, au sein du signal représentatif du signal reçu par chaque capteur récepteur de chaque couple, la composante reçue dédiée à la tomographie acoustique de la composante reçue dédiée à la tomographie par impédance électrique, ou
- un filtre passe-haut pour récupérer la composante reçue dédiée à la tomographie acoustique, et un filtre passe-bas pour récupérer la composante reçue dédiée à la tomographie par impédance électrique.
Par exemple, deux filtres passe-bande sont utilisés pour filtrer respectivement d’une part la bande basse-fréquence BF associée à la composante reçue dédiée à la tomographie par impédance électrique, et la bande haute-fréquence HF associée à la composante reçue dédiée à la tomographie acoustique.
L’ensemble prédéterminé de filtres passe-bande présente l’intérêt, par rapport à la combinaison précitée d’un filtre passe-haut dédié à la tomographie acoustique et d’un filtre passe-bas dédié à la tomographie par impédance électrique, de filtrer à minima tout le bruit hors bande fréquentielle d’intérêt en réglant les fréquences de coupure au plus proche des fréquences de travail propres à chaque application, par exemple en utilisant un premier filtre passe-bande de bande correspondant à l’intervalle fréquentiel de 90 à 210 kHz pour filtrer une composante acoustique à 150 kHz et en utilisant un deuxième filtre passe-bande de bande correspondant à l’intervalle fréquentiel de 5 à 15 kHz pour filtrer une composante électrique à 10 kHz.
A titre d’alternative à ce complément analogique, ou en complément numérique de ce complément analogique, le module d’acquisition est propre à appliquer un ensemble prédéterminé de transformées de Fourier, ledit ensemble de transformées de Fourier étant configuré pour discriminer, au sein du signal représentatif du signal reçu par chaque capteur récepteur de chaque couple, la composante reçue dédiée à la tomographie acoustique de la composante reçue dédiée à la tomographie par impédance électrique.
Plus précisément, les transformées de Fourier rapides sont définies de telle sorte que la fréquence de leur itération soit un diviseur entier des fréquences des signaux électriques analogiques générés, sous la limite de Nyquist.
Au vu de ce qui précède, le dispositif électronique 16 de génération et d’acquisition de signal selon la présente invention est donc configuré pour fournir une simultanéité en temps du traitement des signaux émis et mesurés.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le contact mobile 23 est relié à la partie mobile 29 par l’intermédiaire de l’axe mobile 30 qui est guidé en coulissement par une bague de guidage 31 fixée au carter 25. Selon ce mode de réalisation, la première pièce de verrouillage 35 est préférentiellement fixée à la bague de guidage 31 ou d’une seule pièce avec celle-ci.
Bien entendu, la première pièce de verrouillage 35 peut être fixée à un autre élément du contacteur 21, même dans le cas où celui-ci comporte une bague de guidage 31.
On notera également que le dispositif mécanique antirebond 34 peut comporter plusieurs premières pièces de verrouillage 35 et secondes pièces de verrouillage 36. De même, le contacteur 21 selon l’invention peut comporter plusieurs dispositifs mécaniques antirebond 34.
Enfin, bien que les figures illustrent un contacteur 21 à simple pôle, il est évident le dispositif mécanique antirebond 34 peut équiper un contacteur à multiples pôles, par exemple bipolaire ou tripolaire. Dans ces configurations, un seul dispositif mécanique antirebond 34 peut être utilisé, qui retient les masses mobiles de l’ensemble des pôles, ou bien un dispositif mécanique antirebond 34 peut être prévu individuellement pour chaque pôle, le principe étant toujours de contrer les efforts d’oscillation avant-arrière provoqués par les rebonds des masses mobiles.
CHAMBRE DE COUPURE A HAUTE TENSION L'invention concerne une chambre de coupure à contact mobile qui est conçue pour améliorer la qualité de la coupure d'un arc électrique.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une chambre de coupure à double point de coupure comporte deux contacts fixes qui sont chacun reliés à une borne de la chambre de coupure et un contact mobile.
Le contact mobile est mobile en déplacement dans la chambre de coupure entre une position de raccordement des contacts fixes, dans laquelle il est simultanément en contact avec les deux contacts fixes, et une position d'isolation dans laquelle le contact mobile est situé à distance des deux contacts fixes.
Lors d'une ouverture de la chambre de coupure, la rupture du contact électrique entre le contact mobile et chaque contact fixe produit des arcs électriques.
Pour limiter la formation de ces arcs électriques, la chambre de coupure comporte des aimants permanents répartis autour des contacts fixes. Le champ magnétique généré par ces aimants interagit avec l'arc électrique pour le déplacer sous l'action de la force de Laplace.
Il existe deux types de chambres de coupure, selon que le contact mobile se déplace en rotation ou se déplace en translation.
Dans le deuxième type de chambre de coupure, pour lequel le contact mobile se déplace en translation, les contacts fixes sont portés par une même platine de support et sont donc disposés d'un même côté du contact mobile.
Selon ce mode de réalisation, les aimants sont disposés longitudinalement et transversalement de part et d'autre des contacts, par rapport à l'axe principal de translation du contact mobile.
Les aimants sont ainsi situés loin les uns des autres, ce qui fait que le champ magnétique résultant est faible au centre de la chambre de coupure.
Dans ce cas, si un arc électrique se forme au niveau du centre de la chambre de coupure, l'efficacité de la coupure est limitée à ce niveau, il y a aussi un risque que l'arc électrique vienne s'accrocher à l'axe de translation puis faire un court-circuit entre les deux contacts fixes.
L'invention a pour but de proposer une chambre de coupure améliorée permettant d'améliorer la coupure d'arcs électriques se formant à proximité de l'axe central.
L'invention propose une chambre de coupure à haute tension présentant un axe principal A vertical et comportant deux contacts fixes décalés l'un par rapport à l'autre selon une direction transversale perpendiculaire à l'axe principal A et un contact mobile,
χ 3 -χ 1 χ -χ = -1.5eV
Un exemple de réalisation est donné sur la pour le cas d’une croissance selon l’axe cristallographique [0001].
La représente les diagrammes des bandes de conduction (respectivement BC0 et BC) simulées, lorsqu’aucune tension électrique n’est appliquée au composant, pour un exemple de structure classique sans matériau 2D (A) et pour un exemple non limitatif d’une structure selon l’invention avec un matériau 2D inséré entre la couche tampon et la barrière (B). E F représente le niveau de Fermi, l’énergie Ec de la bande de conduction est en eV.
Configuration A : Structure classique; La couche barrière Bar0 est en Al 60 Ga 40 N d’épaisseur 4 nm et la couche tampon BUF0 est en GaN. La densité surfacique de charge fixe σ1 induite à l’interface Het couche tampon BUF0 / couche barrière Bar0 est positive. Les performances de ce transistor sont prises comme référence.
Configuration B : structure selon l’invention avec une couche L2D de matériau 2D inséré entre la couche barrière Bar et la couche tampon BUF ; La couche barrière Bar est en AlN d’épaisseur 4 nm, la couche L2D est en h-BN d’épaisseur 0.5 nm, et la couche tampon BUF0 est en GaN. A noter que l’utilisation de l’AlN comme couche barrière avec un buffer en GaN n’est pas possible dans un HEMT classique car les mailles de ces deux matériaux sont trop différentes. Le remplacement de l’AlGaN (configuration A ) par l’AlN pour la barrière de la configuration B a permis d’ajuster les performances du transistor selon l’invention (en terme de densité d’électron aux interfaces) afin de les rendre équivalentes aux performances du transistor de référence (voir plus loin ).
Les polarisations spontanées σ3 et σ2 (avec |σ3| < |σ2|) localisées respectivement aux interfaces 11 (couche tampon/matériaux 2D) et 13 (matériau 2D/barrière) induisent une densité surfacique de charge électrique fixe, respectivement négative et positive.
Dans les deux configurations A et B un canal bidimensionnel d’électrons localisé dans la couche tampon se forme.
Pour le cas d’une croissance selon l’axe (croissance orientée N-face) le signe des charges aux interfaces est inversé. Dans ce cas par exemple le buffer GaN peut être remplacé par de l’AlN et la barrière en AlN peut être remplacée par du Al x Ga 1-x N. La structure selon l’invention est ainsi du type Al x Ga 1-x N (Bar) / h-BN (Mat2D) / AlN (BUF).
Dans ce cas le gaz d’électron se forme dans la barrière. La condition (3) sur les affinités s’exprime alors vis-à-vis de χ 2 de SC2 :
χ 3 -χ 2 ≤ -0.5 eV (4)
Ainsi de manière synthétique la condition sur les affinités s’exprime comme :
χ 3 -χ i ≤ -0.5 eV (5)
avec i=1 ou 2 correspondant à la couche dans laquelle est localisé le canal.
La représente le gain en puissance MAG (en petit signal) en fonction de la fréquence F pour la structure classique A sans matériau 2D (en noir, courbe 4) et pour la structure B selon l’invention dans laquelle une monocouche d’un matériau 2D, ici du h-BN, (en gris, courbe 5) est insérée entre la barrière et la couche tampon.
La simulation (effectuée par TCAD «Technology Computer Aided Design», CAO en français) montre que ces deux structures ont les même performances RF, la structure avec un matériau 2D étant potentiellement plus robuste que celle sans, du fait de l’absence de contraintes d’épitaxie dans la barrière. Cette comparaison a été faite pour un transistor HEMT optimisé pour travailler en bande Q (40 à 50 GHz).
Selon un autre aspect l’invention concerne un procédé de réalisation d’un transistor à effet de champ à haute mobilité. Dans une première étape on dispose (on fournit) d’un ensemble comprenant une couche tampon BUF déposée sur un substrat SUB, la couche tampon comprenant un premier matériau semi-conducteur comprenant un composé binaire ou ternaire ou quaternaire de nitrure.
Système propulsif aéronautique à encombrement réduit La présente demande concerne de manière générale le domaine des systèmes propulsifs, et plus particulièrement des systèmes propulsifs aéronautiques comprenant une soufflante carénée ou non carénée et présentant un taux de dilution est élevé, voire très élevé.