Félvezetként

Félvezetőként értelmezett anyag olyan, amelynek elektromos vezetőképessége nem állandó, hanem a hőmérséklettől, a fénytől vagy a dopolástól függ. A legismertebb félvezetők közé tartozik a szilícium (Si) és a germánium (Ge), továbbá a GaAs, GaN és SiC típusú anyagok. A kifejezés általában arra utal, hogy az anyag elektronikai eszközökben félvezetőként használható, például diódákban vagy tranzisztorokban.

Intrinszik félvezetőben a vezetőképesség alacsony, és a töltéshordozók száma hőmérséklettől függően változik. Adalékolás (doping) révén n-típusú félvezetőkben elektronok a domináns hordozók, p-típusúakban pedig lyukak. A dopantok elhelyezkedése a sávokban és a Fermi-szint eltolódását eredményezi, így a vezetőképesség jelentősen nő. A sávelmélet szerint a vezetést a vezetési és a hiányzó sávok közti energiakülönbség, valamint a hordozók száma határozza meg.

Az egyik alapjelenség a PN-junction, ahol a n- és a p-típusú régiók találkozásánál töltéshordozó-szétosztó réteg alakul ki. Ennek köszönhető a diódák egyirányú működése és a tranzisztorokban megvalósuló erősítés. A félvezetők sávelmélete szerint a vezetést elsősorban a sávok és a sávütközések határozzák meg.

Gyártási folyamatokban magas tisztaságú kristályos anyagokat használnak. A dopolás diffúzióval vagy ionimplantációval történik, majd epitaxiás növesztéssel és fotolitográfiával rétegeket alakítanak ki a mikro- vagy nanoelektronikai eszközökön.

Használatuk széles: diódiák, tranzisztorok, napelemek, LED-ek, fotodiódák és más mikroelektronikai eszközök. A félvezetők nélkülözhetetlenek a modern elektronikában és az optoelektronikában.