מבנה פסי האנרגיה של חצי מוליך טהור כגון סיליקון (Si) או גרמניום (Ge) אינו מתאים לפעולת לייזר, ולכן נדרשת תרכובת בינרית (שני מרכיבים), או בעלת שלושה מרכיבים או אף יותר (הערה *).

למעשה, מוגבלת פעולת הלזירה לסוג מסוים של מבנה רמות אנרגיה של חומר חצי מוליך.

רק חצאי מוליכים להם מבנה של "פער אנרגיה ישיר" מתאימים לשמש כלייזר.

קיימות מספר משפחות חומרים נפוצות שהן בעלות פער אנרגיה ישיר, ומתאימות ליצירת לייזרים:

תרכובות של גליום ארסניד (GaAs) יוצרות לזירה באורכי גל של 0.6-0.9 מיקרון, שהם 600-900 ננומטר.

תרכובות של אינדיום פוספיד (InP) יוצרות לזירה באורכי גל של 1.3-1.5 מיקרון, שהם 1300-1500 ננומטר.

לתרכובות בינריות אלו יש פער אנרגיה קבוע, ולכן אורך הגל הנפלט מלייזרים אלו קבוע.

את התכונות האלקטרוניות של מוליכים למחצה אפשר לשנות באמצעות הוספת "זיהום" של אטום אחר. אטום נוסף זה יכול להיות מסוג n, כלומר יש לו עודף של אלקטרון, או מסוג p, כלומר חסר לו אלקטרון, או יש לו עודף "חור".

הוספת יסוד שלישי לתרכובת הבינרית, כמו למשל החלפת מספר אטומי גליום (Ga) באלומיניום (Al), משנה את מבנה השריג הגבישי, ואת פער האנרגיה.

כתוצאה מכך משתנה אורך הגל הנפלט מהלייזר.

נהוג לסמן משפחות תרכובות אלו בסימון:

Ga₁–_xAl_xAs

כאן x מסמן את החלק היחסי של היסוד הנוסף (בדוגמא – אלומיניום).

כדי לשמור על איזון המטען החשמלי, חייב החלק היחסי של היסוד השני (בדוגמא – גליום) להשלים ל1-, כך שיחד יהיה מספר האטומים שלהם שווה למספר האטומים של היסוד השלישי (בדוגמא – ארסן).

קיימות גם תרכובות מסובכות ביותר, כגון:

In_xGa_1-xAs_yP_1-y

אך העיקרון דומה, ואין צורך להרחיב.