二重ヘテロ構造（二重ヘテロ接合とも呼ばれる）は、2つの半導体材料を「サンドイッチ」状に成長させたときに形成される。一方の材料（ AlGaAsなど）は外層（クラッド層）に使用され、もう一方の材料（GaAsなど）は内層に使用される。この例では、内層の両側にそれぞれ1つずつ、計2つのAlGaAs-GaAs接合（境界）が存在する。デバイスが二重ヘテロ構造となるためには、境界が2つ必要である。クラッド層が片側だけの場合、デバイスは単純な、あるいは単一のヘテロ構造となる。
ダブルヘテロ構造は、オプトエレクトロニクスデバイスで非常に有用な構造であり、興味深い電子特性を持っています。クラッド層の 1 つがp ドープされ、もう 1 つのクラッド層が n ドープされ、エネルギーギャップが小さい方の半導体材料がドープされていない場合、pin 構造が形成されます。pin 構造の両端に電流を流すと、電子と正孔がヘテロ構造に注入されます。エネルギーギャップが小さい方の材料は、境界でエネルギーの不連続性を形成し、電子と正孔をエネルギーギャップが小さい方の半導体に閉じ込めます。電子と正孔は、光子を放出する真性半導体内で再結合します。真性領域の幅がド・ブロイ波長のオーダーまで狭くなると、真性領域のエネルギーは連続ではなくなり、離散的になります。[1] (実際には連続していませんが、エネルギーレベル同士が非常に近いため、連続していると考えられます。) この状況では、ダブルヘテロ構造は量子井戸になります。
参考文献
- ^ Yu, Peter Y.; Cardona, Manuel (2010), Yu, Peter Y.; Cardona, Manuel (eds.), "Effect of Quantum Confinement on Electrons and Phonons in Semiconductors" , Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties , Berlin, Heidelberg: Springer, pp. 469– 551, doi :10.1007/978-3-642-00710-1_9, ISBN 978-3-642-00710-1、 2022年4月28日取得
