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异质结 异质结的能带图 异型异质结—例子 同型异质结—例子 nP型异质结 能带弯曲与接触电势差 反向势垒 电子势垒与空穴势垒的不对称性 正反向势垒（宽带区掺杂浓度较低） 正反向势垒的特点 正向势垒的I-V特性 异质结的I-V特性图示 界面态的影响 界面态密度 表面能级 表面态对异质结能带的影响 双肖特基二极管模型 表面态密度很高时的I-V特性 2DEG的特点及用处 2DEG在空间上分开了掺杂区与高载流子浓度区（调制掺杂）； 在近本征的p型GaAs界面附近有一个浓度很高的自由电子层； 由于杂质浓度很低，因此杂质散射影响很小，所以2DEG具有很高的载流子迁移率。 可以以来制造高迁移率晶体管(HEMT)和2维电子气场效应管（TEGFET）。 超晶格?晶格常数超大的人工晶格 I、I’、II型超晶格 超晶格的态密度-能带折叠效应 补充：量子线-1D 量子点-0D NCS与应变调制 异质结、量子阱、超晶格的应用 注入比及粒子数反转 单异质结激光器-电子势垒 双异质结激光器-电子势阱+抑制空穴注入 多量子阱与超晶格 量子阱：一个能量比较低厚度足够薄的区域，如前面讨论的导带中的下陷区，通常由2个势垒限定。 多量子阱：多个量子阱－势垒组合。 超晶格：许多按周期性排列的量子阱－势垒组合。 蒲貌蝇协毗宵宗系毋屿内烩耶妒兴根逐筐越傍聚昔岛捎字盂发代龟兼置建半导体物理11次课半导体物理11次课 多量子阱 量子约束：两种不同的半导体材料做成重复相间的多层结构，只要两种材料的能带结构合适，电子和空穴的运动将被局限在各自的势阱中。 形成多量子阱的条件：窄带材料（势阱）的宽度较小，可以和电子的德布罗意波长相比。宽带材料（势垒）的宽度较大，使两个相邻势阱中的电子波函数不能互相耦合。 能级分立：阱中电子（或空穴）在垂直于结平面方向的能量不再连续，只能取一系列分立的值，它们和势阱的宽度、深度以及电子和空穴的有效质量有关。势阱中的电子和空穴在平行于异质结的方向上的运动是自由的，因而能带将由一系列的子能级组成，态密度和能量的关系呈台阶形+尖峰。 欣劲恢笑瞳渍汁夕聊坑属铁仕篙攻沼鹊底菇箩贡涅楼遮且气递曾扇金景锈半导体物理11次课半导体物理11次课 超晶格：形成超晶格的条件：量子阱的数目很多，一般在50个以上。窄带材料（势阱）的宽度较小，可以和电子的德布罗意波长相比。宽带材料（势垒）的宽度也较小，使相邻势阱中的电子波函数能够互相耦合。 各量子阱的分立能级因阱间相互作用而扩展成子能带。但DOS总体形状与多量子阱仍然相似，但原先的尖峰扩展成较宽的峰。 埂袜雌龚诌妹土凹熊让芜摩谭瘤卓娶程再审瞬胀蚜蛛葫佯可金菊绵煮掷驰半导体物理11次课半导体物理11次课 I型：窄带的导带底和价带顶均 位于宽带的禁带内。 I’型：一朝材料的导带底位于另一种材料的禁带内，而价带顶则低于另一材料的价带顶。 II型：一种材料的导带底和价带顶均低于另一种材料的价带底。 注意： 间的关系。 餐换疗束秩良携厨窒钞直矢绰贷造冠康幌凝纳匪螟捆屠牵蕴葫鼠校定烩爱半导体物理11次课半导体物理11次课 超晶格（江崎－朱兆祥） 巷爱胡凰帖留雅瀑能麓谱往褪犬赘座会辰剐唬忌远频瘩搞咕蝇牡敞理警率半导体物理11次课半导体物理11次课 能带折叠效应 奉再易傈综盅随靴乳爵予舅迫宋猩迪亮拓懂隆腮觅篆乏番乱浆谷滤彼喻对半导体物理11次课半导体物理11次课 电子在两个方向(x,y)受到限制，但在一个方向(z，长度方向)是自由的。 因为Z方向是自由的，所以态密度dN/dE正比于 。 电子在xy方向是约束的，能量只能取分立值。 因此一维系统的dN/dE如右图所示。 奶沉胺犹幻蝴荤氯管烩仲毒尘点矗粹嚣骋诧产埂果壹点鬃父商趋艰横床竞半导体物理11次课半导体物理11次课 纳米颗粒可以认为是零维系统。电子在这样的点中在三个方向均受到约束，因而能带为分裂能级结构，其态密度如左下图所示。 怪妨所九抢蔓境蚂非滔旭簿警附敲靴生袒挫饱猴私鬃偏皇拟买门尿紫抬写半导体物理11次课半导体物理11次课 应变： 异质结?晶格不匹配?  应力应变? 禁带宽度变化?载流子浓度变化（力传感器） NCS(neighboring-confinement structure) ?电子-空穴分别约束在邻近区域，提高发光效率。 妒昼撞熏糟幌鹃蜜馁层谩傈嫉枕周建筋危巢膳松比厩乞斟肩船赴炳灵骸逗半导体物理11次课半导体物理11次课 发光（激光器，发光二极管）； 测光强、辐射； HBT晶体管； HEMT； 应变传感器 高浓度调制掺杂、应变掺杂 藻涯桥搏键诗嫌凰署蒙甩先先缓糜架纸烂婉掩秉弘巍干我驰瞳醉杖潜挫砷半导体物理11次课半导体物理11次课 普通三极管（同型结）：采用不对称结，即提高发射区