Vad är en heterojunktion?
En heterojunktion skapas när två olika lager av kristallina halvledare placeras i kombination eller skiktas tillsammans med växlande eller olika bandgap. Vanligtvis används i elektriska anordningar i fast tillstånd, kan heterojunktioner också bildas mellan två halvledare med olika egenskaper, till exempel en som är kristallin medan den andra är metallisk. När funktionen för en elektrisk anordning eller enhetsapplikation beror på mer än en heterojunction, placeras de i formation för att skapa det som kallas en heterostruktur. Dessa heterostrukturer används för att öka energin som produceras av olika elektriska apparater, t.ex. solceller och lasrar.
Det finns tre olika typer av heterojunktioner. När dessa gränssnitt mellan halvledare skapas, kan de bilda det som kallas ett spännande gap, ett forskräckt gap eller ett trasigt gap. Dessa olika typer av heterojunktioner beror på energigapet som skapas som ett resultat av de specifika halvledarmaterialen.
Mängden energi som ett material kan producera är direkt relevant för storleken på energigapet som skapas av heterojunktionen. Typen av energigap är också viktig. Detta energigap består av skillnaden som ligger mellan valensbandet, som produceras av en halvledare, och konduktionsbandet, som produceras av den andra.
Heterojunctions är standard i varje laser som tillverkas sedan vetenskapen om heterojunctions blev standard inom hela branschen. Heterojunction möjliggör produktion av lasrar som kan fungera vid en normal rumstemperatur. Denna vetenskap introducerades första gången 1963 av Herbert Kroemer, även om den inte blev standardvetenskapen inom laserproduktionsindustrin förrän år senare, då den faktiska materialvetenskapen fångade upp den principiella tekniken.
Idag är heterojunctions ett viktigt element för varje laser, från att skära lasrar i CNC-maskiner till lasrarna som läser DVD-filmer och kompakta ljudskivor. Heterojunctions används också i elektroniska enheter med hög hastighet som fungerar med mycket höga frekvenser. Ett exempel är en högelektronitetstransistor som fungerar mycket av sina funktioner vid över 500 GHz.
Tillverkningen av många av heterojunktionerna idag sker genom en exakt process som kallas CVD, eller kemisk ångavsättning. MBE, som står för epitaxi med molekylstråle, är en annan process som används för att producera heterojunctions. Båda dessa processer är oerhört exakta och mycket dyra att genomföra, särskilt jämfört med den mest föråldrade processen för tillverkning av kisel av halvledaranordningar, även om kiselframställning fortfarande är allmänt populär i andra tillämpningar.