junctioneffekter

Junctioneffekter är fenomen som uppstår vid gränsen mellan två olika material eller mellan olika faser i ett material, där elektroniska eller optiska egenskaper skiljer sig åt. De är särskilt centrala inom elektronik och optoelektronik eftersom gränssnittet kan styra laddningsbärarnas flöde och ljusproduktion eller -detektion.

En grundläggande mekanism är bildningen av en inbyggd potential och en depletionregion som begränsar transporten av laddningsbärare över gränsen. Framåtbias minskar barriären och ökar flödet, medan bakåtbias ökar barriären och minskar flödet.

Vid ljusinsläpp kan laddningsbärare genereras vid gränsen, vilket leder till fotodetektion eller ljusemitterande dioder som LED och till solceller i praktiken.

Olika typer av junctioner förekommer: p-n-junctioner där dopade områden möts, Schottky-dioder mellan metall och halvledare, och olika typer av heterojunctioner där olika material har olika bandstruktur. Bandarrangementen kan vara typ I, typ II eller typ III, vilket påverkar hur elektroner och hål fördelas över gränsen.

Praktiska tillämpningar inkluderar dioder, LED, laserdioder, solceller samt olika sensorer och högfrekventa eller snabba elektroniska komponenter. Junctioneffekter studeras också med tekniker som I-V-mätning, C-V-kurvor och spektrumanalys för att avgöra barriärhöjd, dopningsprofil och gränsspecifika tillstånd.

Faktorer som påverkar effekterna inkluderar materialkvalitet, gränsskickets tillstånd, defekter, interfacestater, temperatur och mekanisk påfrestning. Se även p-n-junctioner, Schottky-dioder och heterojunctioner.