نیمه هادی ماده ای است که رسانایی بین هادی و عایق دارد. در حالت خالص خیلی رسانا نیست، اما رسانایی آن را می توان با افزودن ناخالصی ها (دوپینگ) یا تغییر دما تنظیم کرد. نماینده معمولی نیمه هادی ها سیلیکون است که به طور گسترده در ساخت قطعات الکترونیکی استفاده می شود. فناوری نیمه هادی سنگ بنای دستگاه های الکترونیکی مدرن مانند گوشی های هوشمند، رایانه ها، دوربین های دیجیتال و غیره است که همگی به تراشه های نیمه هادی متکی هستند. علاوه بر این، نیمه هادی ها نیز در زمینه انرژی بسیار مهم هستند، مانند مواد نیمه هادی که هسته سلول های خورشیدی هستند. کاربرد نیمه هادی ها همچنین نور LED، حسگرهای تجهیزات پزشکی و دستگاه های الکترونیکی قدرت را پوشش می دهد که تأثیر عمیقی بر فناوری مدرن و زندگی روزمره داشته است.
تعریف نیمه هادی ها
1.1 مفاهیم و ویژگی های اساسی
نیمه هادی ها موادی هستند که بین هادی ها و عایق ها قرار دارند و رسانایی آنها با دما تغییر می کند. در دمای اتاق، مقدار مقاومت یک نیمه هادی بین یک هادی (مانند مس یا نقره) و یک عایق (مانند لاستیک یا کوارتز) است. ویژگی آن این است که تحت شرایط خاصی مانند گرم شدن یا قرار گرفتن در معرض نور، رسانایی آن افزایش می یابد. این ویژگی باعث می شود که نیمه هادی ها به طور گسترده ای در دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرند.
1.2 مقایسه با هادی ها و عایق ها
هادی: معمولاً به فلز یا ماده دیگری با مقدار مقاومت بسیار کم اطلاق می شود که به راحتی می تواند جریان را هدایت کند. به عنوان مثال، مقادیر مقاومت مس و نقره به ترتیب 1.68x10 ^ -8 و 1.59x10 ^ -8 اهم بر متر در 20 درجه سانتی گراد است.
عایق ها: این مواد دارای مقادیر مقاومت بسیار بالایی بوده و تقریباً نارسانا هستند. به عنوان مثال، مقدار مقاومت کوارتز تمیز تقریباً 1x10 ^ 17 اهم بر متر است.
نیمه هادی: بین هادی ها و عایق ها. به عنوان مثال، مقدار مقاومت سیلیکون خالص در دمای اتاق تقریباً 2.3x10 ^ 3 اهم بر متر است، اما مقدار مقاومت آن هنگام قرار گرفتن در معرض نور یا گرما به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
