Двусторонний гетеропереход

Двусторонний гетеропереход получается объединением в одном кристалле двух гетеропереходов таким образом, что полупроводник с узкой шириной запрещенной зоны находится между двумя другими полупроводниковыми слоями с широкой запрещенной зоной. Для излучателей интересен случай, когда один из этих гетеропереходов анизотипный (p-N-гетеропереход), а другой изотипный (p-P-гетеропереход).

Энергетическая диаграмма двустороннего гетероперехода при приложении к нему внешнего напряжения положительной полярности величиной U, показана на рисунке 3.

Слой узкозонного полупроводника в рассматриваемом двустороннем гетеропереходе выполняет функции активной области.

Рисунок 3 - Энергетическая диаграмма двустороннего гетероперехода при приложении к нему внешнего напряжения положительной полярности величиной U

Состояние инверсной населенности уровней в активной области (или воз­бужденное состояние) характеризуется заполненными состояниями электронов

в зоне проводимости до квазиуровня и свободными состояниями электро­нов выше квазиуровня в валентной зоне.

Как видно из рисунка 3 при , в активной области создается инверсная населенность, т.е. в зоне проводимости между уровнями и имеются свободные электроны, а в валентной зоне между уровнями и свободнее дырки. Энергетические барьеры и , ограничивают распространение неосновных носителей вне активной области. Эти потенци­альные барьеры ограничивают как неосновные носители, так и основные носи­тели в активной области двусторонней гетероструктуры. Область инверсной населенности занимает всю активную область с толщиной d. Кроме того, благодаря разности показателей преломлений узкозонного и широкозонных полупроводников, активная область имеет волноводный эффект, позволяющий значительно уменьшить внутренние оптические потери.