Гетерострукту́ра — выращенная на подложке структура, состоящая из слоёв различных материалов (полупроводников, диэлектриков), которые различаются шириной запрещённой зоны и/или сродством к электрону.
Между двумя разными материалами формируется гетеропереход, в котором возможна повышенная концентрация носителей, и отсюда — формирование вырожденного двумерного электронного газа. В отличие от гомоструктур, гетероструктура обладает большой свободой выбора в конструировании нужных профилей зоны проводимости и валентной зоны. Гетероструктуры дают возможность управления фундаментальными параметрами в полупроводниковых кристаллах и приборах: шириной запрещенной зоны, эффективными массами носителей и их подвижностями, показателем преломления, электронным энергетическим спектром и т. д.
Для выращивания гетероструктур используют много различных методов, среди которых можно выделить два основных:
Первый метод позволяет выращивать гетероструктуры с высокой точностью (до атомного монослоя[1]). Второй же не имеет высокой точности, но по сравнению с первым методом обладает более высокой производительностью.
За развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники Жорес Алфёров (Россия) и Герберт Крёмер (США) были удостоены Нобелевской премии в 2000 году.
В рамках программы развития нанотехнологий в России ведётся активное развитие производств, связанных с гетероструктурами, а именно производство солнечных батарей и светодиодов.