Гетероструктури: відмінності між версіями
[неперевірена версія] | [перевірена версія] |
Перевів статтю з рос.мови на українську |
Немає опису редагування |
||
Рядок 1: | Рядок 1: | ||
{{без джерел}} |
|||
{{без джерел|дата=Джойс Б. А., Хекингботтом Р., Менх У. и др. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. — Под ред. Л. Ченга, К. Плога. Пер. с англ. под ред. Ж. И. Алферова, Ю. В. Шмарцева. — Москва: Мир, 1989. — 582 с. — ISBN 5-03-000737-7. |
|||
Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур // ФТП. — 1998. — Т. 32, № 1. — С. 3. — ISSN 0015-3222. |
|||
Лебедев А. И. Физика полупроводниковых приборов. — Физматлит Москва, 2008. — 488 с. — ISBN 978-5-9221-0995-6.}} |
|||
[[Файл:Heterojunction types.png|thumb|Три типи гетероструктур в залежності від взаємного розташування зон]] |
[[Файл:Heterojunction types.png|thumb|Три типи гетероструктур в залежності від взаємного розташування зон]] |
||
Гетероструктура - термін у фізиці напівпровідників, що позначає вирощену на підкладці шарувату структуру з різних напівпровідників, в загальному випадку відрізняються шириною забороненої зони. Між двома різними матеріалами формується так званий гетероперехід, в якому можлива підвищена концентрація носіїв, і звідси - формування виродженого двовимірного електронного газу. На відміну від гомоструктур володіє більшою свободою вибору в конструюванні потрібного потенційного профілю зони провідності і валентної зони. Гетероструктури дають можливість управління фундаментальними параметрами в напівпровідникових кристалах і приладах: шириною забороненої зони, ефективними масами носіїв і їх рухливості, показником заломлення, електронним енергетичним спектром і т. д. |
Гетероструктура - термін у фізиці напівпровідників, що позначає вирощену на підкладці шарувату структуру з різних напівпровідників, в загальному випадку відрізняються шириною забороненої зони. Між двома різними матеріалами формується так званий гетероперехід, в якому можлива підвищена концентрація носіїв, і звідси - формування виродженого двовимірного електронного газу. На відміну від гомоструктур володіє більшою свободою вибору в конструюванні потрібного потенційного профілю зони провідності і валентної зони. Гетероструктури дають можливість управління фундаментальними параметрами в напівпровідникових кристалах і приладах: шириною забороненої зони, ефективними масами носіїв і їх рухливості, показником заломлення, електронним енергетичним спектром і т. д. |
Версія за 23:28, 6 червня 2021
Ця стаття не містить посилань на джерела. |
Гетероструктура - термін у фізиці напівпровідників, що позначає вирощену на підкладці шарувату структуру з різних напівпровідників, в загальному випадку відрізняються шириною забороненої зони. Між двома різними матеріалами формується так званий гетероперехід, в якому можлива підвищена концентрація носіїв, і звідси - формування виродженого двовимірного електронного газу. На відміну від гомоструктур володіє більшою свободою вибору в конструюванні потрібного потенційного профілю зони провідності і валентної зони. Гетероструктури дають можливість управління фундаментальними параметрами в напівпровідникових кристалах і приладах: шириною забороненої зони, ефективними масами носіїв і їх рухливості, показником заломлення, електронним енергетичним спектром і т. д.
Для вирощування гетероструктур використовують багато різних методів, серед яких можна виділити два основних:
- Молекулярно-променева епітаксії,
- Осадження з газоподібної фази (MOCVD).
Перший метод дозволяє вирощувати гетероструктури з високою точністю. Другий же не має високої точності, але в порівнянні з першим методом володіє вищою продуктивністю.
За розвиток напівпровідникових гетероструктур для високошвидкісної оптоелектроніки Жорес Алфьоров (Росія) і Герберт Кремер (США) були удостоєні Нобелівської премії у 2000 році.
В рамках програми розвитку нанотехнологій в Росії ведеться активний розвиток виробництв, пов'язаних з гетероструктурами, а саме виробництво сонячних батарей і світлодіодів.
Одним із типів гетероструктур є квантова яма.
Гетероструктури використовуються в напівпровідникових пристроях: транзисторах, резонансних тунельних діодах тощо.
Історія
Вперше на можливість використання властивостей контакту двох різних напівпровідників для підвищення ефективності інжекції в біполярних транзисторах вказував Шоклі в 1948 році.
У 1957 році Герберт Кремер у своїй роботі припустив, що гетеропереходи можуть мати більш високу ефективність інжекції в порівнянні з гомопереходамі.
Якісна модель формування енергетичної діаграми гетероперехода була розвинена Р. Л. Андерсоном в 1960 році, їм також було досліджено перший епітаксіальний монокристаллический гетероперехід Ge-GaAs з співпадаючими постійними кристалічної решітки.
Кількома роками пізніше незалежно Ж. І. Алферовим і Г. Кремером була сформульована концепція лазерів на основі подвійних гетероструктур (ДГС).
Алфьоров відзначав можливість досягнення високої щільності інжектованих носіїв і инверсной заселеності для отримання вимушеного випромінювання в даних структурах. Він показав, що щільність інжектованих носіїв може на кілька порядків перевищувати щільність носіїв в широкозонному емітер (ефект "суперінжекціі"), а завдяки потенційним бар'єрів на кордоні напівпровідників рекомбінація в емітер дорівнює нулю.
Найбільш перспективною для отримання гетероструктур була система AlAs-GaAs, так як з'єднання AlAs і GaAs мають близькі значення постійних решіток, а GaAs в свою чергу володіє багатьма необхідними властивостями, такими як малі ефективні маси носіїв, висока рухливість електронів, велика ширина забороненої зони, ефективна випромінювальна рекомбінація і різкий край оптичного поглинання внаслідок прямозонних структури.
Розробка модифікації методу рідиннофазної епітаксії (ЖФЕ), придатної для зростання гетероструктур, привела до створення першої граткову-узгодженої AlGaAs-гетероструктури. Були створені більшість найбільш важливих приладів, в яких використовуються основні переваги гетероструктур:
- низькопорогових ДГС лазери при кімнатній температурі,
- високоефективні світлодіоди на одиночній і подвійний гетероструктуре,
- сонячні елементи на гетероструктурах,
- біполярні транзистори на гетероструктурах,
- тиристорні p-n-p-n-перемикачі на гетероструктурах.
Роботи Ж. І. Алфьорова та Г. Кремер в області дослідження гетеропереходів були відзначені присудженням їм Нобелівської премії з фізики у 2000 році.
В даний час гетеропереходи знаходять широке застосування при створенні високочастотних транзисторів і оптоелектронних приладів. На базі гетероструктур створюються швидкодіючі оптота мікроелектронні пристрої: лазерні діоди для систем передачі інформації в оптоволоконних мережах; гетероструктурних світлодіоди і біполярні транзистори; малошумливі транзистори з високою рухливістю електронів (ВПЕТ), що застосовуються в високочастотних пристроях, в тому числі в системах супутникового телебачення; сонячні елементи з гетероструктурами, широко використовуються для космічних і земних програм.
Див. також
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
Ця стаття не має інтервікі-посилань. |