Ust panjaralardagi elektron gazi holati Legirlangan ust panjaralarda elektronlar va kovaklar fazoviy ravishda ajratilgan (4-rasm). Yorug'lik natijasida hosil bo'lgan elektron-kovak juftlari (muvozanatsiz tashuvchilar) ham fazoviy ravishda ajratilgan, bu rekombinatsiyani hosil qiladi va yashash vaqtini ~ 103 s ga oshiradi.
Modulyatsiyali legirlangan kompozitsion ust panjaralarda keng zonali yarimo'tkazgich (masalan, AlGaAs) donor aralashma bilan legirlanadi. Donor to'sig'idagi elektronlar tor zonali yarimo'tkazgichning (masalan, GaAs) o'tkazuvchanlik o'rasiga kiradi (3-rasm). Ionlangan donorlar (aralashma markazlari) to'siqlarda qoladilar va o’ralarda yuqori zichlik va harakatchanlikka ega 2D elektron gaz hosil bo'ladi.
Yuqori harakatchanlik tor zona qatlamidagi elektron zichligi tarqoq markazlarning zichligidan yuqoriligi va donorlarning aralashma markazlari keng bo'shliqli qatlamlarda joylashganligi bilan izohlanadi. Elektronning yuqori harakatchanligi ust panjaralarda yuqori tezlikda ishlaydigan qurilmalarni, masalan, parallel o'tkazuvchi kanallarga ega tranzistorlarni yaratishga imkon beradi.
Ust panjaralarni hosil qilish texnologiyasi Kompozitsion ust panjaralar epitaksial ravishda o'stiriladigan turli xil yarimo'tkazgichlarning o'zgaruvchan qatlamlari bo'lib, ular yaqin panjara konstantalariga ega. Tarixan birinchi ust panjaralar GaAs – AlxGa1-xAs yarimo’tkazgichli tizim uchun olingan. Ushbu ust panjarani yaratishda muvaffaqiyatga, Al kabi valentlik va ion radiusga ega bo'lgan, boshlang'ich materialning kristall tuzilishini sezilarli darajada buzilishiga olib kelmasligi sabab bo'ldi. Shu bilan birga, Al ust panjara potentsialining yetarli amplitudasini yaratishga qodir.
5-rasm. Yarimo’tkazgichda (chapda) va ust panjaralarda (o’ngda) energetik zonalarning joylashishi
Yarimo'tkazgichlarning energiya tarmoqlarini tartibga solish orqali kompozitsion ust panjaralar bir necha turlarga bo'linadi. GaAs – AlxGa1-xAs yarimo’tkazgichli ust panjarasi I tur ust panjaralarga taalluqlidir, unda bitta yarimo'tkazgichning minimal o'tkazuvchanlik zonasi Еc1 va maksimal valent zonasi Еv1 boshqasining energiya oralig'ida joylashgan (5-rasm, a). Ushbu turdagi ust panjaralarda ikkinchi yarimo'tkazgichda yuzaga keladigan potentsial to'siqlar bilan bir-biridan ajratilgan birinchi yarimo'tkazgichdagi hozirgi tashuvchilar uchun kvant o’ralarining davriy tizimi vujudga keladi. ΔЕС elektronlari uchun kvant o’ralarining chuqurligi ikki yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanlik zonalarining minimallari orasidagi farq bilan aniqlanadi va kovaklar uchun kvant o’ralarining chuqurligi ΔE valent zonaning maksimali orasidagi farq bilan aniqlanadi (5-rasm, a).
II turdagi kompozitsion ust panjaralarda (5-rasm, b) bitta yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanlik zonasining minimal qiymati ikkinchisining energiya oralig’ida, ikkinchi valentlik zonasining maksimal darajasi esa, II tur zinapoyalarga ega bo'lgan birinchi kompozitsion ust panjaralarning energiya oralig’ida bo'ladi. Ushbu turdagi ust panjaraning energiya diagrammasi 5,b-rasmda ko'rsatilgan(o'ngda). Ushbu ust panjaralarda o’tkazuvchanlik zonasi va valent zonalarining modulyatsiyasi bir xil belgiga ega. InxGa1‑xAs – GaSb1-yAsy tizimini bunday energiya tuzilmasiga ega bo'lgan ust panjaraga misol qilishimiz mumkin. Kompozitsion ust panjaralar ham ushbu turga tegishlidir, buning uchun bitta yarimo'tkazgichning minimal o'tkazuvchanlik zonasi ikkinchisining valent zonasidan pastroq energiyaga ega (taqiqlangan chiziqlar bilan qoplangan II tur kompozitsion tipli ust panjaralar). InAs – GaSb tizimi bunday ust panjarasiga misol bo'lishi mumkin.
Legirlangan ust panjaralarda davriy potentsial bir xil yarimo'tkazgichning n- va p tipidagi qatlamlarning almashinishi natijasida hosil bo'ladi. Ushbu qatlamlarni bir-biridan legirlanmagan qatlamlar bilan ajratish mumkin. Bunday yarimo’tkazgichli ust panjaralar ko'pincha nipi kristallari deb nomlanadi. GaAs ko'pincha legirlangan ust panjaralarni yaratish uchun ishlatiladi.
Legirlangan ust panjaralarda ust panjaraning potentsiali faqat zaryadning fazoviy taqsimlanishi bilan yaratiladi. Bu legirlangan qatlamlarda ionlangan aralashmalarning paydo bo'lishi bilan bog'liq.
Legirlangan ust panjaralarning muhim xususiyati shundaki, elektronlar va kovaklarning to'lqin funktsiyalari ekstremumlari bir-biriga nisbatan ust panjara davrining yarmiga qarab siljiydi.
