eterostruttura

In fisica dello stato solido, struttura realizzata alternando strati di materiali che hanno diverse proprietà elettroniche, con spessori di pochi piani atomici.

In particolare una e. a semiconduttori è una struttura multistrato che può essere realizzata mediante eterogiunzione (➔). L’idea di realizzare un’e. deriva da una proposta avanzata nel 1969 da L. Esaki e G.A. Tsu di costruire una struttura di potenziale monodimensionale mediante epitassia di strati ultrasottili alternati di materiali diversi (➔ epitassiale, deposizione). I due ricercatori proposero superreticoli costituiti da strati sottili alternati di due semiconduttori con banda proibita diversa e caratterizzati da parametri reticolari molto simili. L’alternanza periodica degli strati dà luogo a una variazione periodica del potenziale elettrostatico, cosicché gli strati con banda proibita minore (➔ banda), racchiusi fra due strati di semiconduttore con banda proibita maggiore, si presentano come buche di potenziale. Quando lo spessore di queste ultime è confrontabile o minore rispetto alla lunghezza d’onda di de Broglie degli elettroni o al loro libero cammino medio all’interno degli strati, l’intero sistema elettronico entra in regime quantistico, tale che all’interno di ciascuna buca di potenziale si produce un insieme di sottobande di energia discrete, disponibili per gli elettroni della banda di conduzione e per le buche della banda di valenza in esse confinati. Tali portatori presentano un comportamento unidimensionale in direzione ortogonale agli strati e bidimensionale nei piani degli strati. Gli effetti sono utilizzati, per es., per realizzare diodi laser (➔ laser) a bassissima soglia e ad alta efficienza, e per la realizzazione di transistori ad alta mobilità elettronica.