póprzewodników

Półprzewodniki to materiały o przewodności elektrycznej między przewodnikami a izolatorami, której wartość można precyzyjnie regulować poprzez temperaturę, domieszkowanie, światło lub pole elektryczne. Dzięki temu ich opór i liczba nośników ładunku mogą być kontrolowane w skali mikrometrycznej, co umożliwia tworzenie podstawowych elementów elektroniki.

Najważniejsze przykłady to krzem (Si) i german (Ge). Krzem dominuje w przemyśle elektroniki układów scalonych ze względu na łatwość wytwarzania wysokiej jakości monokrystalicznych wafli oraz efektywność procesów dopingu. Oprócz krzemu stosuje się również inne materiały półprzewodnikowe, takie jak arsenek galu (GaAs) w zastosowaniach wysokiej częstotliwości i fotonice.

Własności półprzewodników wynikają z ich struktury pasmowej. W stanie intrinsic przewodnictwo rośnie wraz z temperaturą. W dopowanych półprzewodnikach powstają nośniki elektronowe (type n) lub dziury (type p), co pozwala na tworzenie diod, tranzystorów i układów scalonych. Migrowalność nośników i szerokość przerwy energetycznej zależą od materiału i temperatury.

Procesy wytwarzania obejmują krystalizację, litografię, dopowanie oraz łączenie warstw. Te techniki pozwalają produkować diody, tranzystory (w tym MOSFETy), diody LED, panele fotowoltaiczne i czujniki. Półprzewodniki umożliwiły rozwój nowoczesnych komputerów, komunikacji, energetyki i wielu gałęzi przemysłu, a ich rozwój pozostaje kluczowym obszarem badań materiałowych i inżynieryjnych.