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Article

1 - CONTEXTE

2 - PROPRIÉTÉS DES HÉTÉROSTRUCTURES UNIDIMENSIONNELLES

  • 2.1 - Hétérostructures simples
  • 2.2 - Hétérostructures multiples

3 - APPLICATIONS EN NANOÉLECTRONIQUE ET NANOPHOTONIQUE

4 - HÉTÉROSTRUCTURES BI- ET TRIDIMENSIONNELLES

  • 4.1 - Composants balistiques : les guides d'ondes électroniques
  • 4.2 - Boîtes quantiques pour l'émission de lumière

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : NM1100 v1

Conclusion
Composants à hétérostructures : applications en nanoélectronique et nanophotonique

Auteur(s) : Olivier VANBÉSIEN

Date de publication : 10 avr. 2006

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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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ABSTRACT

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm1100


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5. Conclusion

Ce tour d'horizon ne prétend pas décrire l'ensemble du domaine couvert par l'application des hétérostructures semi-conductrices en nanoélectronique et nanophotonique. Néanmoins, les pistes évoquées montrent le degré de complexité qui a pu être atteint grâce à la qualité sans cesse améliorée des techniques de fabrication. Cette course à la miniaturisation se poursuit encore dans une ou plusieurs directions de l'espace et s'accompagne à chaque fois d'une diminution du nombre d'électrons et/ou de photons impliqués dans le principe actif du dispositif. On se dirige vers l'électronique à un électron et on rêve de fabriquer une source à photon unique... Sans conteste, le recours aux structures artificielles permettra de progresser dans ce domaine. Cela impliquera certainement de profondes (r)évolutions dans les architectures de circuits, domaine encore relativement peu exploré même si l'on commence à trouver, dans la littérature, de nouvelles propositions de circuits numériques (« automates quantiques cellulaires ») basés sur des associations de boîtes quantiques...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GRIFFITH (Z.), RODWELL (M.J.W.), FANG (X.-M.), LOUBYCHEV (D.), WU (Y.), FASTENAU (J.M.), LIU (A.W.K) -   InGaAs/InP DHBTs with 120-nm collector having simultaneously high fT , .  -  IEEE Electron Device Letters, 26(9), p. 530-2 (2005).

  • (2) - TSAI (M.-K.), TAN (S.-W.), YANG (Y.-J.), LOUR (W.-S.) -   Improvements in direct-current characteristics of Al0,45Ga0,55As-GaAs digital-grade superlaticce emitter HBTs with reduced turn-on voltage by wet oxydation.  -  IEEE Transactions on Electron Devices, 50(2), p. 303-9 (2003).

  • (3) - GRIFFITH (Z.), DAHLSTRÖM (M.), URTEAGA (M.), RODWELL (M.J.W.), FANG (X.-M.), LUBYSHEV (D.), WU (Y.), FASTENAU (J.M.), LIU (W.K.) -   InGaAs-InP Mesa DHBTs with simultaneously high fT and fmax and low Ccb/Ic ratio.  -  IEEE Electron Device Letters, 25(5), p. 250-2 (2004).

  • (4) - JING-YUH-CHEN, DER-FENG-CHUO, SHIOU-YING-CHENG, KUAN-MING-LEE, CHUN-YUAN-CHEN, HUNG-MING-CHUANG, SSU-YI-FU, WEN-CHAU-LIU -   A new InP-InGaAs HBT with a superlattice-collector structure.  -  IEEE Electron Device Letters, 25(5), p. 244-6 (2004).

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