Hva er en heterojunksjon?

En heterojunksjon opprettes når to forskjellige lag med krystallinske halvledere plasseres i forbindelse eller lagvis sammen med vekslende eller ulik båndhull. Oftest brukt i elektriske faststoffapparater, kan heterojunksjoner også dannes mellom to halvledere med forskjellige egenskaper, for eksempel en som er krystallinsk, mens den andre er metallisk. Når funksjonen til en elektrisk enhet eller enhetsapplikasjon avhenger av mer enn en heterojunksjon, plasseres de i formasjon for å lage det som kalles en heterostruktur. Disse heterostrukturene brukes til å øke energien som produseres av forskjellige elektriske apparater, for eksempel solceller og lasere.

Det er tre forskjellige typer heterojunksjoner. Når disse grensesnittene mellom halvledere opprettes, kan de danne det som kalles et spredt gap, et forskjøvet gap eller et ødelagt gap. Disse forskjellige typer heterojunksjoner avhenger av energigapet som skapes som et resultat av de spesifikke halvledermaterialene.

Mengden energi et materiale kan produsere er direkte relevant for størrelsen på energigapet som skapes av heterojunksjonen. Typen energigap er også viktig. Dette energigapet består av forskjellen som ligger mellom valensbåndet, som er produsert av en halvleder, og ledningsbåndet, som er produsert av den andre.

Heterojunctions er standard i hver laser produsert siden vitenskapen om heterojunctions ble standard i hele bransjen. Heterojunction gir mulighet for produksjon av lasere som er i stand til å fungere ved normal romtemperatur. Denne vitenskapen ble først introdusert i 1963 av Herbert Kroemer, selv om den ikke ble standardvitenskapen i laserproduksjonsindustrien før år senere, da den faktiske materialvitenskapen fanget opp den viktigste teknologien.

I dag er heterojunksjoner et viktig element for hver laser, fra å kutte lasere i CNC-maskiner til laserne som leser DVD-filmer og kompakte lydplater. Heterojunctions brukes også i høyhastighets elektroniske enheter som fungerer med svært høye frekvenser. Et eksempel er en høy-elektronisk mobilitetstransistor, som driver mye av funksjonene ved over 500 GHz.

Produksjonen av mange av heterojunksjonene i dag gjøres gjennom en presis prosess kalt CVD, eller kjemisk dampavsetning. MBE, som står for molekylær stråleepitakse, er en annen prosess som brukes til å produsere heterojunksjoner. Begge disse prosessene er ekstremt nøyaktige og veldig dyre å gjennomføre, spesielt sammenlignet med den for det meste utdaterte prosessen med silisiumfremstilling av halvlederanordninger, selv om silisiumfremstilling fremdeles er veldig populær i andre applikasjoner.