Гетероструктура, напівпровідникова
гетероструктура, напівпровідникова (англ. semiconductor heterostructure) - штучна структура, виготовлена з двох або більше різних напівпровідникових речовин (матеріалів), в якій важлива роль належить перехідному шару, т. е. межі поділу двох речовин (матеріалів).
До складу напівпровідникових гетероструктур входять елементи II-VI груп (Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Si, Ge, P, As, Sb, S, Se, Te), з'єднання A III BV і їх тверді розчини, а також з'єднання A II B VI. З сполук типу A III B V найбільш часто використовуються GaAs і GaN, з твердих розчинів - Alx Ga1-x As. Використання твердих розчинів дозволяє створювати гетероструктури з безперервним, а не стрибкоподібним зміною складу і, відповідно, безперервним зміною ширини забороненої зони.
Для виготовлення гетероструктур важливо узгодження (близькість за величиною) параметрів кристалічної решітки двох контактуючих з'єднань (речовин). Якщо два шари сполук з сильно розрізняються постійними решітки вирощуються один на іншому, то при збільшенні їх товщини на кордоні розділу з'являються великі деформації і виникають дислокації невідповідності. У зв'язку з цим для виготовлення гетероструктур часто використовують тверді розчини системи AlAs-GaAs, так як арсеніди алюмінію і галію мають майже однакові параметри решітки. В цьому випадку монокристали GaAs є ідеальної підкладкою для зростання гетероструктур. Інший природною підкладкою є InP, який застосовується в комбінації з твердими розчинами GaAs-InAs, AlAs-AlSb і ін.
Прорив у створенні тонкошарових гетероструктур стався з появою технології зростання тонких шарів методами молекулярно-променевої епітаксії. хімічного осадження з парів металоорганічних сполук і рідиннофазної епітаксії. З'явилася можливість вирощувати гетероструктури з дуже різкими межами розділу, розташованими настільки близько один до одного, що в проміжку між ними визначальну роль відіграють розмірні квантові ефекти. Області подібного типу називають квантовими ямами. рідше - квантовими стінками. У квантових ямах середній вузькозонних шар має товщину кілька десятків нанометрів, що призводить до розщеплення електронних рівнів внаслідок ефекту розмірного квантування. Гетероструктури, особливо подвійні, дозволяють управляти такими фундаментальними параметрами напівпровідників, як ширина забороненої зони, ефективна маса і рухливість, електронний енергетичний спектр.
- Гусєв Олександр Іванович