異質(zhì)結(jié)

異質(zhì)結(jié)是指由不同材料組成的半導(dǎo)體界面。由于不同材料之間具有不同的能隙和禁帶寬度，因此形成的界面會(huì)對(duì)電子輸運(yùn)和光學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。

1.異質(zhì)結(jié)簡(jiǎn)介

異質(zhì)結(jié)是半導(dǎo)體器件中常用的重要結(jié)構(gòu)之一，主要由兩種不同材料通過(guò)晶體生長(zhǎng)技術(shù)嫁接在一起而形成。在異質(zhì)結(jié)的界面處，由于晶格常數(shù)和原子周期性的變化，會(huì)導(dǎo)致電子結(jié)合能和勢(shì)壘高度的變化，從而影響電子的行為。異質(zhì)結(jié)的出現(xiàn)，既可以擴(kuò)大晶體管、激光器等器件的功能范圍，又可以提高這些器件的性能水平。

2.異質(zhì)結(jié)的特性

異質(zhì)結(jié)的特性主要包括以下幾個(gè)方面：

• 在異質(zhì)結(jié)界面處會(huì)形成電勢(shì)壘，使電子和空穴濃度不同
• 異質(zhì)結(jié)界面處的禁帶寬度和導(dǎo)電性能與其相鄰晶體的不同
• 由于帶邊彎曲，異質(zhì)結(jié)可以產(chǎn)生新的光譜特性
• 在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)中，異質(zhì)結(jié)的反射和透射性質(zhì)都具有明顯差別
• 異質(zhì)結(jié)會(huì)與外部物理場(chǎng)（如光、磁場(chǎng)等）交互作用，引起一系列的物理現(xiàn)象和器件行為

3.異質(zhì)結(jié)的應(yīng)用

異質(zhì)結(jié)應(yīng)用廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

• 半導(dǎo)體激光器：利用異質(zhì)結(jié)形成的增益介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)激光放大和發(fā)射
• 太陽(yáng)能電池：利用不同材料構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)來(lái)提高光電轉(zhuǎn)化效率
• 光電探測(cè)器：通過(guò)異質(zhì)結(jié)區(qū)域的光感受材料產(chǎn)生電流信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換
• 場(chǎng)效應(yīng)晶體管：利用異質(zhì)結(jié)形成的電勢(shì)壘來(lái)改變半導(dǎo)體芯片中的載流子濃度，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管控制作用