[发明专利]超晶格材料和应用

权利要求书

1.超晶格体系，其包含：

在超晶格中重复多次的超晶格晶胞，各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳，并且原子平面是有序的，使得在不同的超晶格晶胞中的各相应晶格点被相同元素的原子占据，以及

所述超晶格具有直接带隙。

2.权利要求1所述的体系，其中所述超晶格具有在布里渊区的K或K’点处的导带底。

3.超晶格体系，其包含：

重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞，各超晶格晶胞具有彼此平行的多个原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳，

所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自包括超过10％的取代碳，

所述超晶格具有直接带隙，和

具有与所述超晶格共价结合的表面的衬底，所述表面选自硅的(110)表面、硅的(111)表面、硅的(113)表面、硅的(115)表面、锗的(100)表面、锗的(110)表面、锗的(111)表面、锗的(113)表面和锗的(115)表面。

4.超晶格体系，其包含：

重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞，各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳，

所述超晶格晶胞包括小于10的原子平面总数，和

所述超晶格具有直接带隙。

5.超晶格体系，其包含：

重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞，各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序的原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括锡，和

所述超晶格具有直接带隙。

6.超晶格体系，其包含：

重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞，各超晶格晶胞具有彼此平行的多个原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括铅，和

所述超晶格具有直接带隙。

7.器件，其包含：

具有集电极、发射极和基极的晶体管，布置所述集电极、所述发射极和所述基极以使得在所述晶体管的运行过程中，电荷在所述集电极和所述发射极之间流动通过所述基极；且

所述基极包含如在权利要求1中所述的超晶格，所述超晶格包括多个各自包括至少一种第IV族元素的重复晶胞，

各晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括一种或更多种选自碳、锡和铅的元素，和

所述超晶格具有直接带隙。

8.器件，其包含：

具有包括源极、漏极和沟道的区域的晶体管，布置所述源极、所述漏极和所述沟道以使得电荷在所述源极和漏极之间流动通过所述沟道；且

所述区域的第一区域包括如在权利要求1中所述的超晶格，所述超晶格包括多个重复晶胞，

各晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面，

所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成，并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括一种或更多种选自碳、锡和铅的元素。