Введение

Двойная гетероструктура, иногда называемая двойным гетеропереходом, формируется, когда два полупроводниковых материала выращиваются в виде "сэндвича". Один материал (например, AlGaAs) используется для внешних слоев (или оболочки), а другой с меньшей шириной запрещенной зоны (например, GaAs) – для внутреннего слоя. В этом примере имеются два перехода (или границы) AlGaAs-GaAs, по одному с каждой стороны внутреннего слоя. Для того чтобы устройство являлось двойной гетероструктурой, необходимо наличие двух границ. Если бы оболочка была только с одной стороны, устройство было бы простой, или одинарной, гетероструктурой. Двойная гетероструктура представляет собой очень полезную структуру в оптоэлектронных устройствах и обладает интересными электронными свойствами. Если один из слоев оболочки легирован p-типа, другой – n-типа, а полупроводниковый материал с меньшей шириной запрещенной зоны не легирован, формируется p-i-n структура. При подаче тока на концы p-i-n структуры в гетероструктуру инжектируются электроны и дырки. Материал с меньшей шириной запрещенной зоны создает энергетические барьеры на границах, локализуя электроны и дырки в полупроводнике с меньшей шириной запрещенной зоны. Электроны и дырки рекомбинируют во внутреннем полупроводнике, излучая фотоны. Если ширина внутренней области уменьшается до величины порядка длины волны де Бройля, энергии во внутренней области перестают быть непрерывными и становятся дискретными. (На самом деле, они не являются непрерывными, но энергетические уровни расположены настолько близко друг к другу, что мы рассматриваем их как непрерывные.) В этой ситуации двойная гетероструктура превращается в квантовую яму.