póprzewodnikach

Półprzewodniki to materiały o właściwościach elektrycznych pośrednich między przewodnikami a izolatorami. Ich przewodnictwo można istotnie modyfikować za pomocą domieszkowania, temperatury lub światła. Najważniejszą cechą są szerokości pasm energetycznych: prawo przewodnictwo rośnie wraz z temperaturą i jednocześnie zależy od obecności nośników swobodnych (elektronów) i dziur. W czystych, intrinsicnych półprzewodnikach liczba nośników jest ograniczona, lecz dodanie dopantów tworzy nośniki nośne, co umożliwia uzyskanie półprzewodnictwa n-typu lub p-typu.

Dopowanie (domieszkowanie) polega na wprowadzeniu drobnych ilości obcych pierwiastków, które tworzą poziomy donorowe lub akceptorowe. Półprzewodniki extrinsiczne charakteryzują się znacznym wzrostem liczby nośników i odmiennymi właściwościami przewodnictwa. PN-junction, czyli granica między oboma typami domieszkowania, stanowi podstawowy element diod i tranzystorów. Diody, tranzystory bipolarny (BJT) i tranzystory dużego pola (FET) umożliwiają kontrolowanie przepływu prądu w zależności od napięcia lub światła, co leży u fundamentów elektroniki współczesnej.

Zastosowania półprzewodników obejmują mikroelektronikę (układy scalone, procesory), energoelektronikę, fotonikę (diody LED, lasery), ogniwa fotowoltaiczne oraz czujniki. Do najważniejszych materiałów należą krystaliczny krzem i german m, a także związki półprzewodnikowe, takie jak GaAs, GaN czy InP. Produkcja półprzewodników obejmuje krystalizację (metoda Czochralskiego, float-zone) oraz procesy chemiczne i fizyczne: domieszkowanie, implantację jonową, litografię, depozycje. Właściwości i wydajność zależą od temperatury, stężenia domieszek i struktury krystalicznej.