2-Маъруза матн

Гетероўтишлар. Тақиқланган зона кенгликлари турлича бўлган яримўтказгичлар туташтирилганда ҳосил бўлувчи электр ўтишлар гетероўтишлар деб аталади. Гетероўтиш ҳосил қилувчи яримўтказгичлар кристалл тузилиши бир хил бўлиб, кристалл панжара доимийси бир – бириникига яқин бўлмоғи зарур. Бундай шартга қуйидаги яримўтказич жуфтликлар жавоб беради: германий – кремний, германий – арсенид галлий, арсенид галлий – фосфид галлий ва бошқалар. Гетероўтишлар оптоэлектрон асбобларда (нурланувчи диодлар, яримўтказгич инжекцион лазерлар, фотодиодлар ва бошқалар) кенг қўлланилади.
Гетероўтишлар асосида гетеротузилмалар яратганлиги, улар хусусиятларини ўрганган ҳамда яримўтказгич асбобларнинг янги турларини ҳосил қилгани учун академик Ж.И. Алферов 2000 йилда Нобель мукофотига сазовор бўлди. Гетероўтишли тузилмалар комбинациясининг тўрт хилини амалга ошириш мумкин: p₁ – n₂, n₁ – n₂, n₁ – p₂ ва p₁ – p₂. Гетероўтишлар хусусиятларининг фарқи, уларнинг энергетик диаграммаларидан келиб чиқади (2.5- расм). p₁ – n₂ гетероўтиш зоналар энергетик диаграммасини кўриб чиқамиз.

а) б)

2.5 – расм. р1-n2 (a) ва n1-n2 (б) гетероўтишларнинг энергетик диарамалари

Яримўтказгичларнинг р – турлиси тор тақиқланган зонали, n – турлиси эса кенг зонали бўлсин. Зоналар энергетик диаграммаси қурилишига ортиқча эътибор қаратмасдан, унинг энг муҳим хусусиятини – электрон ва коваклар учун потенциал тўсиқлар қиймати турлича эканлигини айтиб ўтамиз. Ушбу тузилма ўтказувчанлик зонадаги электронларга бўлган потенциал барьер (ЭПБ) валент зонадаги коваклар учун потенциал барьер (КПБ) га нисбатан кичик.

Тўғри кучланиш берилганда ЭПБ камаяди ва электронлар n – яримўтказгичдан р – яримўтказгичга инжекцияланади. Бунда қўшни соҳадаги КПБ камайса ҳам, ковакларнинг р – соҳадан n – соҳага инжекцияланишига йўл бермайдиган даражада камаяди. Шунинг учун коваклар р – соҳадан n – соҳага деярли инжекцияланмайди. Ушбу хусусият гетероўтишларнинг гомоўтишларда амалга ошириб бўлмайдиган қатор хусусиятларини белгилайди. Масалан, транзисторнинг база соҳаси эмиттерга нисбатан юқорироқ легирланган бўлса ҳам, эмиттернинг инжекция коэффициентини бирга яқин бўлишига эришиш мумкин. Бундан ташқари, контактлашувчи яримўтказгичлар ўтказувчанлик тури бир хил (n₁ – n₂ ва p₁ – p₂ тузилмалар) бўлганда ҳам гетероўтишларда тўғрилаш хусусияти сақланади.
Масалан, n₁ – n₂ тузилма зоналар энергетик диаграмасидан, n₁ – яримўтказгич n₂ – га қараганда тор тақиқланган зонали бўлганида тўғри уланиш амалга оширилса инжекцияланувчи заряд ташувчилар n₁ ва n₂ соҳаларнинг асосий заряд ташувчилари билан бир хил ишорага эга бўлади. Шундай қилиб, гетероўтишларда бир томонлама инжекция бўлганлиги (ноасосий заряд ташувчилар инжекцияси бўлмагани) сабабли, электрон асбоблар тезкорлигини ошириш имкони яратилади.