heteroepitaxy是什麼意思，heteroepitaxy的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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heteroepitaxy（異質外延）是半導體材料科學和固态物理領域的一個核心工藝技術術語，指在單晶襯底上外延生長一層具有不同化學成分或晶體結構的單晶薄膜的過程。這裡的“異質”（hetero-）強調薄膜材料與下方襯底材料在晶格常數、熱膨脹系數或化學性質上存在差異。

其核心原理是利用襯底晶體表面的原子排列作為模闆，引導新沉積的原子按照特定的晶體取向排列，從而在異質材料上形成高質量的晶體薄膜。這一過程通常在超高真空環境下，通過分子束外延（MBE）或金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）等技術實現。

異質外延的關鍵特征與應用領域包括：

1. 晶格失配管理： 異質外延面臨的最大挑戰是薄膜與襯底之間的晶格常數差異（晶格失配）。這種失配會導緻界面處産生應力和位錯。先進的異質外延技術（如應變層外延、使用緩沖層）緻力于控制和最小化這些缺陷，以獲得高性能材料。例如，在矽（Si）襯底上外延生長鍺（Ge）或三五族化合物半導體（如GaAs）是研究熱點，旨在實現矽基光電集成。
2. 能帶工程基礎： 異質外延是構建現代半導體量子結構（如量子阱、量子線和量子點）的基礎。通過精确控制不同半導體材料（如GaAs/AlGaAs、InGaAs/InP）的異質外延生長，可以人工設計材料的能帶結構和電子特性，從而制造高性能的光電子器件（激光器、LED、探測器）和電子器件（高電子遷移率晶體管HEMT）。
3. 異質集成平台： 它使不同材料體系的器件能夠集成在同一襯底上，克服單一材料性能的限制。例如，在藍寶石（Al₂O₃）或碳化矽（SiC）襯底上異質外延生長氮化镓（GaN），是制造高效藍光和白光LED、激光二極管以及大功率電子器件的關鍵技術。
4. 先進半導體器件制造： 異質外延對于發展新型半導體器件至關重要，如矽基鍺（Ge-on-Si）或矽基三五族（III-V-on-Si）材料用于高速電子器件和光通信，以及在金剛石或氮化镓上異質外延生長氧化镓（Ga₂O₃）等超寬禁帶半導體材料用于下一代超高壓功率器件。

權威性參考來源：

• 國際半導體技術路線圖(ITRS/IRDS)： 這些行業路線圖持續強調異質外延集成技術對于延續摩爾定律和推動超越摩爾領域（如光子集成、功率器件）發展的重要性。它們概述了材料挑戰和研發需求。
• 關鍵學術期刊： 《應用物理快報》(Applied Physics Letters)、《晶體生長雜志》(Journal of Crystal Growth)、《電子器件彙刊》(IEEE Transactions on Electron Devices) 等頂級期刊持續發表關于異質外延機理、新異質材料體系探索（如氧化物、氮化物外延）、缺陷控制技術及器件應用的最新突破性研究。
• 專業學會資源： 電氣與電子工程師協會（IEEE）和美國真空學會（AVS）等組織在其出版物、會議和線上資源中提供關于外延技術（包括異質外延）的深入教程、标準和技術進展綜述，是工程師和研究人員的重要知識庫。

網絡擴展資料

Heteroepitaxy（異質外延） 是一種晶體生長技術，指在不同材料的襯底（基底）上外延生長單晶薄膜的過程。以下是詳細解釋：

1. 核心定義
   與同質外延（相同材料的基底與外延層）不同，異質外延涉及兩種化學組成或晶體結構不同的材料。例如，在*********（GaAs）襯底上生長磷化铟（InP）薄膜。

2. 關鍵原理與挑戰
   由于襯底與外延層材料存在晶格常數差異，生長過程中可能産生晶格失配應力。為緩解這一問題，常采用“應變層”技術（即strained heteroepitaxy），通過調整生長條件或引入緩沖層來減少缺陷。

3. 主要應用領域
   該技術廣泛應用于集成光電子器件，如激光器、光電探測器等。例如，InP/GaAs異質結構可結合兩種材料的優勢（如GaAs的低成本與InP的高電子遷移率）。

4. 技術意義
   異質外延突破了單一材料性能限制，為半導體器件設計提供了更高的靈活性和性能優化空間，尤其在5G通信、高速電子器件等領域具有重要價值。

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