- Hétérojonction
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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 considérable en physique des semiconducteurs et en optique.
Sommaire
Introduction
Une hétérojonction est une jonction formée de deux semiconducteurs différents ou d'un métal et un semiconducteur.
Quand les deux semiconducteurs ont le même type de conductivité, on parle d'hétérojonction isotype. Lorsque le type de conductivité diffère, 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 largement étudiées, et de nombreuses applications (existant bien souvent avec des homojonctions) ont pu être améliorées ou être opérationnelles à température ambiante. On citera notamment 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
- W. Schokley, US patent 2,569,347 (1951)
- A.I. Gubanov, Zh. Tekh. Fiz., 21, 304 (1951)
Voir aussi
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