Techniklexikon

Bandoffset

Diskontinuität in der elektronischen Bandstruktur an der Grenzfläche zweier Halbleiter mit unterschiedlich grossen fundamentalen Bandlücken E_G (Energielücken, Heterostruktur). Dieser Potentialsprung ist abrupt, d.h. auf atomare Abstände begrenzt. Der Bandoffset ist verknüpft mit den elektronischen Bandstrukturen der beteiligten Materialien, jedoch unabhängig von ihren Dotierungen. I.a. bezeichnet der Begriff Bandoffset den Valenzbandoffset. Unter Berücksichtigung der Bandlücken der beiden Materialien ergibt sich daraus der Leitungsbandoffset. Die theoretische Beschreibung ist noch nicht abschliessend geklärt. Das meist verwendete Modell von Harrison und Tersoff (1986) basiert auf der Definition eines materialspezifischen Ladungsneutralitätsniveaus (charge neutrality level, CNL), das sich im Kontakt zweier Materialien an der Grenzfläche angleicht. Man unterscheidet zwei Heterostruktur-Typen (Abb.): Beim Typ I (unteres Leitungsband und oberes Valenzband im gleichen Material) sind sowohl Elektronen als auch Löcher in einem Material lokalisiert, beim Typ II (unteres Leitungsband und oberes Valenzband in verschiedenen Materialien) sind Elektronen und Löcher räumlich getrennt. In der Technologie wird der Bandoffset in vielen Halbleiterbauelementen ausgenutzt, die auf Heterostrukturen basieren, z.B. Halbleiterlaser und Leuchtdioden.

Bandoffset: Typ-I- und Typ-II-Heterostrukturen mit unterschiedlichem Bandoffset.