Hvad er en heterojunction?
En heterojunktion oprettes, når to forskellige lag af krystallinske halvledere placeres i forbindelse eller lagvis sammen med skiftende eller forskellige båndhuller. Oftest anvendt i elektriske enheder i fast tilstand kan heterojunktioner også dannes mellem to halvledere med forskellige egenskaber, såsom den ene, der er krystallinsk, mens den anden er metallisk. Når funktionen af en elektrisk enhed eller en enhedsprogram afhænger af mere end en heterojunktion, placeres de i formation for at skabe det, der kaldes en heterostruktur. Disse heterostrukturer bruges til at øge energien produceret af forskellige elektriske apparater, såsom solceller og lasere.
Der er tre forskellige typer heterojunktioner. Når disse grænseflader mellem halvledere oprettes, kan de danne det, der kaldes et spændende mellemrum, et forskudt hul eller et brudt hul. Disse forskellige typer heterojunktioner afhænger af energigabet, der oprettes som et resultat af de specifikke halvledermaterialer.
Mængden af energi, et materiale kan producere, er direkte relevant for størrelsen på energigabet, der er skabt af heterojunktionen. Typen af energigap er også vigtig. Dette energigap består af forskellen, der ligger mellem valensbåndet, der er produceret af den ene halvleder, og ledningsbåndet, der er produceret af den anden.
Heterojunctions er standard i hver laser fremstillet, da videnskaben om heterojunctions blev standarden på tværs af branchen. Heterojunction muliggør produktion af lasere, der er i stand til at fungere ved en normal stuetemperatur. Denne videnskab blev først introduceret i 1963 af Herbert Kroemer, skønt den ikke blev standardvidenskab inden for laserfremstillingsindustrien før år senere, hvor den faktiske materialevidenskab fandt den grundlæggende teknologi.
I dag er heterojunctions et vigtigt element i enhver laser, fra at skære lasere i CNC-maskiner til de lasere, der læser DVD-film og kompakte lyddiske. Heterojunctions bruges også i elektroniske enheder med høj hastighed, der fungerer med meget høje frekvenser. Et eksempel er en høj elektronmobilitetstransistor, der betjener meget af dens funktioner ved over 500 GHz.
Fremstillingen af mange af heterojunktionerne i dag foregår gennem en præcis proces, der kaldes CVD, eller kemisk dampaflejring. MBE, der står for molekylær stråleepitaksie, er en anden proces, der bruges til at producere heterojunktioner. Begge disse processer er ekstremt præcise og meget dyre at udføre, især sammenlignet med den for det meste forældede proces med siliciumfremstilling af halvlederindretninger, skønt siliciumfremstilling stadig er meget populær i andre anvendelser.