Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les hétérostructures semi-conducteurs sont devenues incontournables dans le développement de la nanoélectronique et la nanophotonique. Cet article propose un tour d’horizon de ces composants à hétérostructures et des domaines couverts par leurs applications. Tout récemment, l'obtention d'interfaces de grande qualité permet d'atteindre une précision de l'ordre de la demi-couche atomique. Les exemples retenus illustrent parfaitement l'intérêt de ces structures hors normes : transistors bipolaires à hétérojonctions, effet tunnel résonnant interbande, lasers à cascade quantique. L'article s'ouvre pour terminer sur le confinement multiple avec les hétérostructures bi et tri-dimensionnelles
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Semiconductor heterostructures have become indispensable to the development of nanoelectronics and nanophotonics. This article provides an overview of these heterostructure components and the fields covered by their applications. Most recently, the use of high quality interfaces has achieved accuracy in the order of a half mono-layer. The selected examples fully demonstrate the importance of these extraordinary structures: heterojunction bipolar transistors (HBT), resonant interband tunneling, quantum cascade lasers (QCLs). The article concludes with a presentation of the multiple containment of two and three-dimensional heterostructures.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Les hétérostructures semi-conductrices sont devenues incontournables dans le développement de la nanoélectronique et de la nanophotonique, impliquant l'émergence d'une nouvelle classe de dispositifs basée sur l'exploitation quasi systématique de la nature ondulatoire des particules.
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Conclusion4. Hétérostructures bi- et tridimensionnelles
L'ingénierie de bande interdite à une dimension semble atteindre actuellement ses limites et la recherche se tourne vers le confinement multiple. Contrôler le transport électronique dans plusieurs directions de l'espace permet de créer de nouvelles fonctionnalités.
4.1 Composants balistiques : les guides d'ondes électroniques
Avant d'envisager réellement l'empilement contrôlé de semi-conducteurs dans plusieurs directions de l'espace, difficile à maîtriser d'un point de vue fabrication, les recherches se sont orientées vers une approche hybride mêlant confinement cristallin et confinement électrostatique. La plupart des approches se basent sur les hétérostructures III-V à très haute mobilité, afin qu'il soit envisageable d'obtenir un transport balistique sur plusieurs dizaines de micromètres à basse température. Associé au dépôt de grilles Schottky en surface selon une géométrie donnée, il est alors possible de façonner « le potentiel » vu par les électrons dans le plan perpendiculaire à l'interface de l'hétérostructure. Les figures 5a et 5b illustrent un tel exemple avec le tracé du potentiel électrostatique dans le plan du gaz bidimensionnel de l'hétérostructure. On réalise alors localement une constriction du gaz bidimensionnel et, dans cette zone de l'espace, l'électron ne possède plus qu'un degré de liberté dans son déplacement. À très basse température, si l'on suppose cette zone entourée de réservoirs électroniques faiblement désalignés, alors la conductance est égale au nombre de niveaux quantiques apparaissant dans la constriction multiplié par le quantum de conductance :
avec :
- e :
- charge de l'électron,
- h :
- constante de Planck.
En modulant ce potentiel de confinement (par application d'une tension sur les grilles en surface, par exemple), on peut alors mettre en évidence une quantification de la conductance comme l'a fait, dans les années 1990, une...
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Hétérostructures bi- et tridimensionnelles
BIBLIOGRAPHIE
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