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1. (WO2016185399) PROCESS FOR FABRICATING A PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR, PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR OBTAINED BY THIS PROCESS AND DEVICE INCLUDING SUCH A PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR
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Pub. No.: WO/2016/185399 International Application No.: PCT/IB2016/052897
Publication Date: 24.11.2016 International Filing Date: 18.05.2016
IPC:
H01L 41/45 (2013.01) ,H01L 41/047 (2006.01) ,H01L 41/193 (2006.01) ,H01L 41/29 (2013.01)
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41
Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
22
Processes or apparatus specially adapted for the assembly, manufacture or treatment of piezo-electric or electrostrictive devices or of parts thereof
35
Forming piezo-electric or electrostrictive materials
45
Organic materials
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41
Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
02
Details
04
of piezo-electric or electrostrictive elements
047
Electrodes
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41
Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
16
Selection of materials
18
for piezo-electric or electrostrictive elements
193
Macromolecular compositions
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41
Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
22
Processes or apparatus specially adapted for the assembly, manufacture or treatment of piezo-electric or electrostrictive devices or of parts thereof
29
Forming electrodes, leads or terminal arrangements
Applicants:
COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES [FR/FR]; 25, rue Leblanc Bâtiment « Le Ponant D » 75015 Paris, FR
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE [FR/FR]; 3, rue Michel Ange 75016 Paris, FR
ECOLE POLYTECHNIQUE [FR/FR]; Route de Saclay 91120 Palaiseau, FR
Inventors:
CLOCHARD, Marie-Claude; FR
GIUSEPPE, Melilli; IT
WEGROWE, Jean-Eric; FR
WADE, Travis; FR
BALANZAT, Emmanuel; FR
GIGLIO, Eric; FR
Agent:
REBOUSSIN, Yohann; FR
Priority Data:
155441218.05.2015FR
Title (EN) PROCESS FOR FABRICATING A PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR, PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR OBTAINED BY THIS PROCESS AND DEVICE INCLUDING SUCH A PIEZOELECTRIC NANOGENERATOR
(FR) PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN NANOGENERATEUR PIEZO-ELECTRIQUE, NANOGENERATEUR PIEZO-ELECTRIQUE OBTENU PAR CE PROCÉDÉ ET DISPOSITIF COMPORTANT UN TEL NANOGENERATEUR PIEZO-ELECTRIQUE
Abstract:
(EN) The invention relates to a process for fabricating a piezoelectric nanogenerator, to a piezoelectric nanogenerator obtained by this process and to a device including such a piezoelectric nanogenerator connected to a capacitor, said process comprising the following steps: a) providing a membrane (100) made of polarised β-PVDF or polarised P(VDF-TrFe) copolymer and therefore having piezoelectric properties, said membrane (100) moreover having two external major faces (11, 12) that are separated by a membrane thickness (e); b) irradiating the entirety of the thickness of said membrane (100), via at least one of its two external major faces (11, 12), with heavy ions having a fluence of between 103 ions/cm2 and 1010 ions/cm2, as a result of which a membrane (101) containing latent traces (TL) of the passage of the heavy ions through the entirety of its thickness is obtained; c) revealing the latent traces (TL) using a chemical process of length that is preset so as to preserve a defect zone (ZD) belonging to the latent trace, as a result of which a nanostructured membrane is obtained having nanopores including, around each nanopore, a defect zone (ZD); d) depositing a layer of an electrical conductor on one (12) of the two external major faces (11, 12) of said membrane; e) electrodepositing an electrical conductor or semiconductor in the nanopores, the electrodeposition being stopped before the nanopores have been completely filled, as a result of which a nanostructured membrane is obtained having nanowires (15) partially filling the nanopores; and f) depositing a layer, of an electrical conductor, on the other (11) of the two external major faces (11, 12) and which therefore does not make contact with the nanowires.
(FR) L'invention concerne un procédé de fabrication d'un nanogénérateur piézo-électrique, un nanogénérateur piézoélectrique obtenu par ce procédé ainsi qu'un dispositif comportant ce nanogénérateur piézo-électrique connecté à un condensateur, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) fournir une membrane (100) en β-PVDF polarisé ou en copolymère PVDF-TrFe polarisé présentant donc des propriétés piézoélectriques, ladite membrane (100) présentant par ailleurs deux faces externes principales (11, 12) séparées par une épaisseur (e) de membrane; b) irradier ladite membrane (100) par l'une au moins de ses deux faces externes principales (11, 12) à travers toute l'épaisseur de ladite membrane avec des ions lourds présentant une fluence comprise entre 103 ions/cm2 et 1010 ions/cm2, en conséquence de quoi, on obtient une membrane (101) avec des traces latentes (TL) du passage des ions lourds à travers toute l'épaisseur de celle-ci; c) réaliser une révélation chimique des traces latentes (TL) sur une durée prédéterminée pour maintenir une zone de défaut (ZD) appartenant à la trace latente, en conséquence de quoi on obtient une membrane nanostructurée avec des nanopores comportant, autour de chaque nanopore, une zone de défaut (ZD); d) déposer une couche d'un matériau conducteur de l' électricité sur l'une (12) des deux faces externes principales (11, 12) de ladite membrane; e) réaliser une électrodéposition d'un matériau semi-conducteur ou conducteur de l'électricité dans les nanopores en arrêtant l'électrodéposition avant le remplissage complet des nanopores, en conséquence de quoi on obtient une membrane nanostructurée avec des nanofils (15) remplissant partiellement les nanopores; et f) déposer une couche, d'un matériau conducteur de l'électricité sur l' autre (11) des deux faces externes principales (11, 12), qui n'est donc pas en contact avec les nanofils.
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Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
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Publication Language: French (FR)
Filing Language: French (FR)
Also published as:
EP3298635US20180351076