Cos'è un eterojunzione?

Viene creata un'eterojunzione quando vengono posizionati due diversi strati di semiconduttori cristallini in combinazione o stratificati insieme a lacune di banda alternate o dissimili.Per lo più utilizzati in dispositivi elettrici a stato solido, si possono formare anche eterojunzioni tra due semiconduttori con proprietà diverse, come una cristallina mentre l'altra è metallica.Quando la funzione di un dispositivo elettrico o applicazione del dispositivo dipende da più di una eterojunzione, vengono posizionate in formazione per creare quella che viene chiamata eterostruttura.Queste eterostrutture vengono utilizzate per aumentare l'energia prodotta da diversi dispositivi elettrici, come celle solari e laser.

Esistono tre diversi tipi di eterojunzioni.Quando vengono create queste interfacce tra i semiconduttori, possono formare quello che viene chiamato un divario a cavalci, un divario sfalsato o un divario rotto.Questi diversi tipi di eterojunzioni dipendono dal gap energetico creato a seguito dei materiali a semiconduttore specifici.

La quantità di energia che un materiale può produrre è direttamente rilevante per le dimensioni del divario energetico creato dall'eterojunzione.Anche il tipo di gap energetico è importante.Questo divario energetico è costituito dalla differenza che si trova tra la banda di valenza, che è prodotta da un semiconduttore, e dalla banda di conduzione, che è prodotta dall'altro.

Le eterojunzioni sono standard in ogni laser prodotto poiché la scienza degli eterojunzioni è diventato lo standard in tutto il settore.L'eterojunzione consente la produzione di laser in grado di funzionare a temperatura ambiente normale.Questa scienza fu introdotta per la prima volta nel 1963 da Herbert Kroemer, sebbene non sia diventata la scienza standard nel settore manifatturiero laser fino a anni dopo, quando la scienza materiale reale raggiunse la tecnologia principale.

Oggi, gli eterojunzioni sono un elemento vitale per ogni laser, dal taglio dei laser nelle macchine a CNC ai laser che leggono film DVD e dischi audio compatti.Gli eterojunzioni sono anche utilizzati in dispositivi elettronici ad alta velocità che funzionano a frequenze molto alte.Un esempio è un transistor ad alta mobilità elettronica, che opera gran parte delle sue funzioni a oltre 500 GHz.

La produzione di molti eterojunzioni oggi viene eseguita attraverso un processo preciso indicato come CVD o deposizione di vapore chimico.MBE, che sta per l'epitassia del raggio molecolare, è un altro processo utilizzato per le eterocunzioni del produttore.Entrambi questi processi sono estremamente precisi in natura e molto costosi da condurre, soprattutto se confrontati con il processo prevalentemente obsoleto di fabbricazione di silicio di dispositivi a semiconduttore, sebbene la fabbricazione di silicio sia ancora molto popolare in altre applicazioni.