Ce este un semiconductor?

Un semiconductor este un material care are anumite proprietăți unice în modul în care reacționează la curentul electric. Este un material care are o rezistență mult mai mică la curgerea curent electric într-o direcție decât în ​​alta. Conductivitatea electrică a unui semiconductor este între cea a unui conductor bun (precum cuprul) și cea a unui izolator (ca și cauciucul). De aici, numele semiconductor. Un semiconductor este, de asemenea, un material a cărui conductibilitate electrică poate fi modificată (numită dopare) prin variații de temperatură, câmpuri aplicate sau adăugarea de impurități.

Deși un semiconductor nu este o invenție și nimeni nu a inventat semiconductorul, există multe invenții care sunt dispozitive semiconductoare. Descoperirea materialelor semiconductoare a permis avansuri importante și importante în domeniul electronicii. Aveam nevoie de semiconductori pentru miniaturizarea computerelor și a componentelor computerului. Avem nevoie de semiconductori pentru fabricarea pieselor electronice precum diode, tranzistoare și multe altele celule fotovoltaice.

Materialele semiconductoare includ elementele de siliciu și germaniu, iar compușii arsenidă de galiu, sulfură de plumb sau fosfură de indiu. Există multe alte semiconductoare. Chiar și anumite materiale plastice pot fi semiconductoare, permițând diode care produc lumină din plastic (LED-uri) care sunt flexibile și pot fi modelate în orice formă dorită.

Potrivit Dr. Ken Mellendorf la Newton's Ask a Scientist:

„Doping” este o procedură care face ca semiconductorii precum siliciu și germaniul să fie gata de utilizare în diode și tranzistoare. Semiconductorii sub forma lor nedetectată sunt de fapt izolatori electrici care nu se izolează foarte bine. Ele formează un model de cristal în care fiecare electron are un loc definit. Majoritatea materialelor semiconductoare au patru electroni de valență, patru electroni în carcasa exterioară. Punând unul sau două procente de atomi cu cinci electroni de valență, cum ar fi arsenic, cu un semiconductor cu patru valențe, cum ar fi siliciu, se întâmplă ceva interesant. Nu există suficiente atomi de arsen pentru a afecta structura cristalină. Patru dintre cei cinci electroni sunt folosiți în același model ca și pentru siliciu. Al cincilea atom nu intră bine în structură. Încă preferă să stea lângă atomul de arsen, dar nu este ținut strâns. Este foarte ușor să-l dezlegați și să-l trimiteți pe drum prin material. Un semiconductor dopat este mai mult ca un conductor decât ca un semiconductor nededicat. De asemenea, puteți face față unui semiconductor cu un atom de trei electroni, cum ar fi aluminiu. Aluminiul se încadrează în structura cristalului, dar acum structurii îi lipsește un electron. Aceasta se numește gaură. A face ca un electron vecin să se miște în gaură este ca și cum ai face ca gaura să se miște. Punerea unui semiconductor dopat cu electroni (tip n) cu un semiconductor dopat cu gaură (tip p) creează o diodă. Alte combinații creează dispozitive precum tranzistoarele.

Termenul „semiconductor” a fost folosit pentru prima dată de Alessandro Volta în 1782.

Michael Faraday a fost prima persoană care a observat un efect semiconductor în 1833. Faraday a observat că rezistența electrică a sulfurii de argint a scăzut odată cu temperatura. În 1874, Karl Braun a descoperit și documentat primul efect de diodă semiconductor. Braun a observat că curentul curge liber într-o singură direcție la contactul dintre un punct de metal și un cristal de galena.

În 1901 a fost brevetat primul dispozitiv semiconductor, numit „bătaie pentru pisici”. Aparatul a fost inventat de Jagadis Chandra Bose. Cat whiskers a fost un redresor de semiconductor cu contact punct, utilizat pentru detectarea undelor radio.

Un tranzistor este un dispozitiv compus din material semiconductor. John Bardeen, Walter Brattain și William Shockley au co-inventat toate tranzistor în 1947 la Bell Labs.

• Laboratorul Național Argonne "NEWTON - Întrebați un om de știință." Arhiva Internet, 27 februarie 2015.