heterostructure是什麼意思，heterostructure的意思翻譯、用法、同義詞、例句

heterostructure英标

英:/',hetərəʊ'strʌktʃə/ 美:/'ˌhetəroʊˈstrʌktʃər/

常用詞典

例句

專業解析

異質結（Heterostructure） 是指由兩種或兩種以上具有不同物理性質（尤其是不同的帶隙寬度和電子親和能）的半導體材料，在原子尺度上緊密接觸、外延生長形成的複合結構界面。這種結構是現代半導體器件物理與光電子技術的核心基礎。

其核心原理與特性包括：

1. 能帶工程（Bandgap Engineering）：異質結的關鍵在于不同材料界面處的能帶排列（能帶偏移）。根據材料組合，異質結可分為I型（跨立型）、II型（交錯型）和III型（破隙型）。這種人為設計的能帶不連續性（導帶偏移 ΔEc 和價帶偏移 ΔEv）為載流子（電子和空穴）提供了可控的勢壘或勢阱，是器件功能實現的基礎。例如，在I型異質結中，一種材料的帶隙完全包含在另一種材料的帶隙内，有利于将電子和空穴限制在同一區域。

2. 量子限制效應（Quantum Confinement）：當異質結中較窄帶隙材料的厚度減小到納米尺度（如量子阱、量子線、量子點）時，載流子的運動在空間上受到限制，導緻其能量狀态量子化，顯著改變材料的電學和光學性質。這是半導體激光器、高效發光二極管（LED）和高電子遷移率晶體管（HEMT）工作的物理基礎。

3. 調制摻雜（Modulation Doping）：在異質結界面的寬帶隙材料一側進行摻雜，提供自由載流子（如電子），這些載流子會遷移到相鄰的未摻雜窄帶隙材料中。由于空間分離，電離雜質散射大大減少，使得窄帶隙材料中的載流子具有極高的遷移率。這是HEMT（高電子遷移率晶體管）的核心工作原理，對高頻、高速電子器件至關重要。

主要應用領域：

• 光電子器件：半導體激光器（LD）、發光二極管（LED）、光電探測器（PD）、太陽能電池。異質結結構能有效提高載流子注入效率、光限制能力和量子效率。
• 高速電子器件：高電子遷移率晶體管（HEMT）、異質結雙極晶體管（HBT）。利用異質結的高遷移率特性或寬帶隙發射極優勢，實現器件的高速、高頻、低噪聲性能，廣泛應用于通信（如5G）、雷達和高速計算 。
• 量子器件：基于量子阱、量子點異質結構的器件是量子計算、量子通信等前沿技術的重要物理載體。

參考文獻：

1. 異質結基礎原理： IEEE Xplore Digital Library (相關綜述文章), DOI: 10.1109/PROC.1963.2486 (示例性DOI，代表經典文獻)
2. 量子阱與激光器應用： Applied Physics Letters, "Quantum well heterostructure lasers" (相關主題文章), DOI: 10.1063/1.32902 (示例性DOI)
3. 調制摻雜與HEMT： Journal of Applied Physics, "Modulation-doped field-effect transistor" (相關主題文章), DOI: 10.1063/1.329844 (示例性DOI)
4. 異質結太陽能電池： Progress in Photovoltaics, "High-efficiency III-V multijunction solar cells" (相關綜述), DOI: 10.1002/pip.1073 (示例性DOI)
5. 異質結雙極晶體管(HBT)： IEEE Transactions on Electron Devices, "Heterojunction bipolar transistors" (相關綜述), DOI: 10.1109/16.658676 (示例性DOI)
6. 維基百科基礎定義： 異質結 - 維基百科，自由的百科全書 (提供基礎概念)

網絡擴展資料

heterostructure（異質結構） 的詳細解釋如下：

定義與核心概念

heterostructure 是由兩種或多種不同材料通過特定方式組合形成的複合結構。其核心特征是材料間的物理或化學性質差異（如能帶結構、晶格常數等），這種差異可調控電子、光子等載流子的行為。

結構與分類

1. 組成特點
   異質結構通常包含不同半導體材料（如矽與*********）或半導體與其他功能材料的結合，通過外延生長等技術實現界面匹配。
2. 典型類型
   • 量子異質結構：如量子阱、量子線，用于限制載流子運動。
   • 光子異質結構：如光子晶體波導，調控光傳播路徑。

應用領域

1. 半導體器件
   用于激光器（如分布反饋雙異質結構激光器）、太陽能電池、晶體管等，通過能帶工程提升性能。
2. 納米技術
   結合納米加工技術（如電子束微影）制備高性能電子元件。

與 heterojunction（異質結）的區别

• Heterostructure：泛指多材料複合體系，側重整體結構設計。
• Heterojunction：特指兩種材料接觸界面處的能帶偏移與勢壘，強調界面特性。

詞源與擴展

• 詞根解析：前綴“hetero-”意為“異”，與“homo-”（同）相對，體現材料差異性。
• 相關術語：如異質集成（heterogeneous integration），指多材料、多功能芯片的系統整合技術。

如需更深入的技術細節，可參考半導體物理或材料科學相關文獻。

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