ヘテロ結合

質問

化学の知識が全くないので質問です。
ヘテロ結合とは何でしょうか？
またヘテロ結合を用いたデバイスと言うのは？
以上のことを知りたいです。

回答No.2

inara · ベストアンサー

>ヘテロ結合を用いたデバイスと言うのは？

CD/DVD/HD-DVDなどの光ディスクドライブの光源の半導体レーザに使われています。高輝度のLED（赤・緑・青・白）もそうです。ＢＳアンテナの中に入っているマイクロ波増幅・周波数変換回路に使われているトランジスタにもへテロ接合が使われています。

半導体デバイスでは、ヘテロ結合でなくヘテロ接合（Heterojunction）といいます。
ヘテロ接合デバイスとは、構成元素や化合物の組成が異なる材料を接合したデバイスです。なぜ、異なる材料を組み合わせるのかというと、バンドギャップの異なる半導体を組み合わせることで、発光素子や増幅器としての特性が良くなるからです。ヘテロ接合デバイスでは、格子定数を合わせることが困難だったり性能が不足するという理由で、材料に単体の元素を使うことはまれで、ほとんどの場合、格子定数の近い化合物の組み合わせを使うので、化合物半導体デバイス＝ヘテロ接合デバイス　となります。ヘテロ接合を利用したデバイス応用の研究分野ではさまざまな材料が試されてはいますが、現在実用デバイスとなっている材料には以下のようなものがあります。

【発光デバイス】
　・CD用レーザ（近赤外）、赤外LED　→　GaAs/AlGaAs
　・DVD用レーザ（赤色）、高輝度赤色LED　→　GaInP/AlGaInP/GaAs
　・HD-DVD用レーザ（青紫色）、緑・青色・白色LED　→　GaInN/GaN/AlGaN
【マイクロ波トランジスタ】
　・衛星放送波（12GHz）の増幅・周波数混合　→　GaAs/AlGaAs
　・携帯電話・GPS用増幅器　→　SiGe/Si、GaAs/AlGaAs、AlGaAs/GaInAs

お礼

詳しくありがとうございました。
予備知識のない自分にも理解がし易かったです。

回答No.1

connykelly

「ヘテロ」というのは「異種の」という意味で、ヘテロ結合は異種の結合ということになりますね。化学の分野でしたらC-S, C-N, N-Sなどはヘテロ結合と呼ばれています。デバイス分野では半導体がそうですし、よく目にする発光ダイオード（LED）なんかがあります。最近ではシリコンにゲルマニウム(Ge)、炭素(C)、鉄(Fe)などの異種原子(ヘテロ原子）を導入して、Si-Ge、Si-Feなどの「ヘテロ結合」を作り出して半導体の性質を徹底的にコントロールしようという試みがなされています。

お礼

ありがとうございました。