Hétérojonction

Une hétérojonction est une jonction entre deux semiconducteurs dont le gap est différent. Les hétérojonctions ont une importance énorme en physique des semiconducteurs et en optique.



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Semi-conducteur - Matériau - Micro-électronique

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Une hétérojonction est une jonction entre deux semiconducteurs dont le gap (la bande interdite) est différent. Les hétérojonctions ont une importance énorme en physique des semiconducteurs et en optique.

Introduction

Une hétérojonction est une jonction constituée de deux semiconducteurs différents ou d'un métal et un semiconducteur.

Lorsque les deux semiconducteurs ont le même type de conductivité, on parle d'hétérojonction isotype. Quand le type de conductivité change, on parle d'hétérojonction anisotype. C'est ce dernier type d'hétérojonction qui présente davantage d'intérêt.

En 1951, William Shockley a proposé d'utiliser une hétérojonction abrupte comme injecteur base-émetteur efficace dans un transistor bipolaire[1]. La même année, Gubanov a publié un article théorique sur les hétérojonctions[2]. Depuis, les hétérojonctions ont été beaucoup étudiées, et de nombreuses applications (existant fréquemment avec des homojonctions) ont pu être perfectionnées ou être opérationnelles à température ambiante. On citera surtout des diodes électroluminescentes, des lasers, des photodétecteurs, des cellules solaires, etc.

Principes

Soit un semiconducteur A et un semiconducteur B, on a alors une différence entre les deux gaps des matériaux qui est non nulle. On note :

ΔEg = Eg (A) − Eg (B) .

Cette différence de gaps se répartit alors en deux discontinuités : la discontinuité de bande de valence (ΔEv) et la discontinuité de bande de conduction (ΔEc) de sorte que :

ΔEv + ΔEc = ΔEg.

Applications

L'hétérojonction est à la base des télécommunications longue distance, des lecteurs CD ou DVD, des appareils photo numériques. En effet, les hétérojonctions permettent de créer des composants à semiconducteurs (lasers, diodes, récepteurs) plus performants que leurs équivalents à homojonctions.

Notes et références

  1. W. Schokley, US patent 2, 569, 347 (1951)
  2. A. I. Gubanov, Zh. Tekh. Fiz., 21, 304 (1951)

Voir aussi

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