可想而知異質(zhì)結的基本特性是多么的優(yōu)秀

　　異質(zhì)結兩種不同的半導體相接觸所形成的界面區域。按照兩種材料的導電類(lèi)型不同，異質(zhì)結可分為同型異質(zhì)結(P-p結或N-n結)和異型異質(zhì)(P-n或p-N)結，多層異質(zhì)結稱(chēng)為異質(zhì)結構。通常形成異質(zhì)結的條件是:兩種半導體有相似的晶體結構、相近的原子間距和熱膨脹系數。利用界面合金、外延生長(cháng)、真空淀積等技術(shù)，都可以制造異質(zhì)結。異質(zhì)結常具有兩種半導體各自的PN結都不能達到的優(yōu)良的光電特性，使它適宜于制作超高速開(kāi)關(guān)器件、太陽(yáng)能電池以及半導體激光器等。

　　異質(zhì)結的基本特性：

　　所謂半導體異質(zhì)結構，就是將不同材料的半導體薄膜，依先后次序沉積在同一基座上。所描述的就是利用半導體異質(zhì)結構所作成的雷射之基本架構。半導體異質(zhì)結構的基本特性有以下幾個(gè)方面:

　　(1)量子效應:因中間層的能階較低，電子很容易掉落下來(lái)被局限在中間層，而中間層可以只有幾十埃(1埃=10^-10米)的厚度，因此在如此小的空間內，電子的特性會(huì )受到量子效應的影響而改變。例如:能階量子化、基態(tài)能量增加、能態(tài)密度改變等，其中能態(tài)密度與能階位置，是決定電子特性很重要的因素。

　　(2)遷移率(Mobility)變大:半導體的自由電子主要是由于外加雜質(zhì)的貢獻，因此在一般的半導體材料中，自由電子會(huì )受到雜質(zhì)的碰撞而減低其行動(dòng)能力。然而在異質(zhì)結構中，可將雜質(zhì)加在兩邊的夾層中，該雜質(zhì)所貢獻的電子會(huì )掉到中間層，因其有較低的能量。因此在空間上，電子與雜質(zhì)是分開(kāi)的，所以電子的行動(dòng)就不會(huì )因雜質(zhì)的碰撞而受到限制，因此其遷移率就可以大大增加，這是高速組件的基本要素。

　　(3)奇異的二度空間特性:因為電子被局限在中間層內，其沿夾層的方向是不能自由運動(dòng)的，因此該電子只剩下二個(gè)自由度的空間，半導體異質(zhì)結構因而提供了一個(gè)非常好的物理系統可用于研究低維度的物理特性。低維度的電子特性相當不同于三維者，如電子束縛能的增加、電子與電洞(即空穴)復合率變大，量子霍爾效應，分數霍爾效應等?？茖W(xué)家利用低維度的特性，已經(jīng)已作出各式各樣的組件，其中就包含有光纖通訊中的高速光電組件，而量子與分數霍爾效應分別獲得諾貝爾物理獎。

　　(4)人造材料工程學(xué):半導體異質(zhì)結構之中間層或是兩旁的夾層，可因需要不同而改變。例如以砷化鎵來(lái)說(shuō)，鎵可以被鋁或銦取代，而砷可以用磷、銻、或氮取代，所設計出來(lái)的材料特性因而變化多端，因此有人造材料工程學(xué)的名詞出現。最近科學(xué)家將錳原子取代鎵，而發(fā)現具有鐵磁性的現象，引起很大的重視，因為日后的半導體組件，有可能因此而利用電子自旋的特性。此外，在半導體異質(zhì)結構中，如果鄰近兩層的原子間距不相同，原子的排列會(huì )被迫與下層相同，那么原子間就會(huì )有應力存在，該應力會(huì )改變電子的能帶結構與行為?，F在該應力的大小已可由長(cháng)晶技術(shù)控制，因此科學(xué)家又多了一個(gè)可調變半導體材料的因素，產(chǎn)生更多新穎的組件，例如硅鍺異質(zhì)結構高速晶體管。