Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

гетероструктура 
(англ. 
heterostructure
) — полупроводниковая 
структура с несколькими гетеропереходами (ГП); термин в физике 
полупроводников, обозначающий выращенную на подложке слои-
стую структуру из различных полупроводников, в общем случае от-
личающихся шириной запрещенной зоны. Между двумя различны-
ми материалами формируется ГП, на котором возможна повышенная 
концентрация носителей, и отсюда — вырожденный двумерный элек-
тронный газ. В отличие от моноструктур, гетероструктура облада-
ет большей гибкостью в конструировании нужного потенциального 
профиля зоны проводимости и валентной зоны. Возможность изме-
нять на границах ГП ширину запрещенной зоны и диэлектрическую 
проницаемость позволяет в гетереструктурах эффективно управлять 
движением носителей заряда, их рекомбинацией, а также управлять 
световыми потоками внутри гетереструктур.
В полупроводниковых гетероструктурах используются элементы 
II–VI групп (Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Si, Ge, P, As, Sb, S, Se, Te), соедине-
ния A
III
B
V
и их твердые растворы, а также соединения A
II
B
VI
. Из соеди-
нений типа A
III
B
V
наиболее часто используются GaAs и GaN, из твердых 
растворов — Al
x
Ga
1-x
As. Использование твердых растворов позволяет 
создавать гетероструктуры с непрерывным, а не скачкообразным из-
менением состава, и непрерывным изменением ширины запрещен-
ной зоны.
За развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоско-
ростной оптоэлектроники Жорес Алферов, Россия, и Герберт Крёмер, 
США, в 2000 году получили Нобелевскую премию. В настоящее время 
в рамках развития нанотехнологий в России ведется активное разви-
тие производств, связанных с гетероструктурами, а именно: произ-
водства солнечных батарей и светодиодов.
Для изготовления гетероструктур важно согласование (близость 
по значению) параметров кристаллической решетки двух контакти-
рующих соединений (веществ). Если два слоя соединений с сильно 
различающимися значениями постоянных решетки выращиваются 
один на другом, то при увеличении их толщины на границе раздела 
появляются большие деформации и возникают дислокации несоот-
ветствия. В связи с этим для изготовления гетероструктур часто ис-

---

104