félvezetkbl

Félvezetők olyan anyagok, amelyek vezetőképessége a fémeké és a szigetelőkké között van, és amelyet külső hatásokkal – például hőmérséklettel, fény hatásával és adalékolással – lehet szabályozni. A legfontosabb elemi félvezetők a szilícium (Si) és a germánium (Ge); lényeges példák a gallium-arzenid (GaAs) és az indium‑foszid (InP) típusú compound félvezetők. A vezetőképességet a sávelmélet írja le: a valencia sávból a vezetési sávba történő átmenet határozza meg az anyag vezetőképességét.

Adalékolás révén olyan idegen atomokat illesztenek be a kristályrácsba, amelyek növelik vagy csökkentik a vezetőképességet. Donor típusú adalékok elektronokat adnak, így n-típusú félvezető jön létre; acceptor típusú adalékok lyukakat hoznak létre, p-típusú félvezetőt eredményezve. A p–n átmenet létrejön, amikor n- és p-típusú régiók kerülnek közel egymáshoz, és belső elektromos tér alakul ki, amely alapja a dióda működésének.

Az átmenetek lehetővé teszik olyan eszközöket, mint a dióda, amely egyirányú áramot enged át, és a tranzisztorok, amelyek jelet erősítenek vagy kapcsolnak. A leggyakoribb típusok a bipoláris tranzisztorok (BJT) és a mezővezető-típusú tranzisztorok (FET), például a MOSFET. Ezek az eszközök az integrált áramkörök alapvető építőkövei.

Az előállítás magában foglalja a kristályos anyagok növesztését, adalékolást diffúzióval vagy ionimplantációval, litográfiát és etchinget a mintakészítéshez, valamint vékonyfilm-kialakítást. A félvezető eszközök nélkülözhetetlenek a számítástechnikában, a telekommunikációban, az energiaátalakításban és a modern optoelektronikában (például LED-ek és napelemek).