pooljuhtmaterjalist

Pooljuhtmaterjalid on tahked ained, mille elektrijuhtivus on juhtide (nagu vask) ja isolaatorite (nagu klaas) vahepealne. Nende ainulaadne omadus seisneb selles, et nende juhtivust saab täpselt kontrollida lisandite lisamise või nende keskkonnamõjutustega manipuleerimise teel.

Kõige sagedamini kasutatavad pooljuhtmaterjalid on rühma 14 elemendid, nagu räni (Si) ja germaanium (Ge). Nende aatomitel on neli välisvalents elektroni, mis võimaldavad neil moodustada stabiilseid kovalentsid sidemeid naaberatomitega. Puhtal kujul on need materjalid suhteliselt halvad juhid, kuid nende juhtivus kasvab temperatuuri tõustes, kuna rohkem elektrone saab sidemete purustamiseks ja vaba liikumise jaoks piisavalt energiat.

Selleks, et muuta pooljuhtmaterjalide juhtivust paremini kontrollitavaks, kasutatakse protsessi, mida nimetatakse dopeerimiseks. Dopeerimisel lisatakse pooljuhtmaterjali väikesed kogused teisi elemente. Kui lisatakse elemente, millel on rohkem välisvalents elektrone kui pooljuhil (nt fosfor räni), luuakse "n-tüüpi" pooljuht, kus vabade elektronide hulk on suurenenud. Kui lisatakse elemente, millel on vähem välisvalents elektrone (nt boori räni), luuakse "p-tüüpi" pooljuht, kus elektroni augud (elektronide puudujäägid) on domineerivad.

N-tüüpi ja p-tüüpi pooljuhtmaterjalide kombineerimine on pooljuhtmaterjalide tehnoloogia aluseks. Sellise kombinatsiooni tulemuseks on pn-siirde loomine, mis on pooljuhtseadmete, nagu dioodide ja transistorite, töö põhikomponent. Need seadmed on elektroonika, sealhulgas arvutid, telefonid ja paljud muud kaasaegsed seadmed, ehitusplokid.