póprzewodnictwa

Półprzewodnictwo to gałąź fizyki i inżynierii zajmująca się właściwościami przewodnictwa materiałów półprzewodnikowych, które przewodzą prąd w sposób pośredni między metalami a izolatorami. Kluczową koncepcją jest struktura pasm energii: pasmo walencyjne, pasmo przewodnictwa i pasmo zabronione. W półprzewodnikach przewodnictwo zależy od liczby nośników ładunku, którą można kontrolować temperaturą i poziomem dopingu.

W materiałach intrinsicznych nośniki powstają termicznie w równych liczbach elektronów i dziur. W dopowanych półprzewodnikach domieszki donorów tworzą elektrony jako nośniki przewagi (typ n), natomiast domieszki akceptorów tworzą dziury (typ p). Pomiędzy tymi dwoma typami powstaje pn-łączenie, które jest podstawowym elementem diod i układów aktywujących prąd.

Najważniejsze materiały to krzem (Si) i german (Ge), a także związki III-V, takie jak GaAs, GaN, InP oraz SiC. Właściwości prowadzenia zależą od temperatury, dopingu i struktury krystalicznej; ruchliwość nośników i energia pasm determinują parametry urządzeń. Zjawiska transportu nośników i rekombinacja wpływają na długość i czas życia nośników.

Zastosowania obejmują diody i tranzystory (BJT, FET), diody LED, ogniwa fotowoltaiczne, pamięci półprzewodnikowe oraz elementy układów optoelektronicznych. Technologia półprzewodnikowa wykorzystuje krystalizację, dopowanie, implantację jonową, diffuzję i procesy litograficzne w produkcji układów scalonych.

Historia obejmuje obserwacje właściwości półprzewodników w XIX wieku i wynalezienie tranzystora w 1947 roku, co zapoczątkowało erę współczesnej elektroniki.