Una heterounión se crea cuando dos capas diferentes de semiconductores cristalinos se colocan en conjunción o en capas juntas con espacios de banda alternados o diferentes. Utilizado principalmente en dispositivos eléctricos de estado sólido, las heterouniones también se pueden formar entre dos semiconductores con diferentes propiedades, como uno que es cristalino mientras que el otro es metálico. Cuando la función de un dispositivo eléctrico o la aplicación de un dispositivo depende de más de una heterounión, se colocan en formación para crear lo que se llama una heteroestructura. Estas heteroestructuras se utilizan para incrementar la energía producida por diferentes dispositivos eléctricos, como células solares y láseres.
Hay tres tipos diferentes de heterouniones. Cuando se crean estas interfaces entre semiconductores, pueden formar lo que se llama un espacio a horcajadas, un espacio escalonado o un espacio roto. Estos diferentes tipos de heterouniones dependen de la brecha de energía que se crea como resultado de los materiales semiconductores específicos.
La cantidad de energía que puede producir un material es directamente relevante para el tamaño de la brecha de energía creada por la heterounión. El tipo de brecha energética también es importante. Esta brecha de energía se compone de la diferencia que se encuentra entre la banda de valencia, que es producida por un semiconductor, y la banda de conducción, que es producida por el otro.
Las heterouniones son estándar en todos los láseres fabricados desde que la ciencia de las heterouniones se convirtió en el estándar en toda la industria. La heterounión permite la producción de láseres que pueden funcionar a una temperatura ambiente normal. Esta ciencia fue introducida por primera vez en 1963 por Herbert Kroemer, aunque no se convirtió en la ciencia estándar en la industria de fabricación de láser hasta años más tarde, cuando la ciencia de los materiales actual se puso al día con la tecnología principal.
Hoy en día, las heterouniones son un elemento vital para todo láser, desde el láser de corte en máquinas CNC hasta los láseres que leen películas en DVD y discos de audio compactos. Las heterouniones también se utilizan en dispositivos electrónicos de alta velocidad que operan a frecuencias muy altas. Un ejemplo es un transistor de alta movilidad de electrones, que opera gran parte de sus funciones a más de 500 GHz.
La fabricación de muchas de las heterouniones actuales se realiza mediante un proceso preciso denominado CVD o deposición química de vapor. MBE, que significa epitaxia de haz molecular, es otro proceso utilizado para fabricar heterouniones. Ambos procesos son de naturaleza extremadamente precisa y muy costosos de realizar, especialmente en comparación con el proceso en su mayoría obsoleto de fabricación de dispositivos semiconductores con silicio, aunque la fabricación con silicio sigue siendo muy popular en otras aplicaciones.