En halvleder er et stof med en ledningsevne mellem en leders og en isolator. Den er ikke særlig ledende i ren tilstand, men dens ledningsevne kan justeres ved at tilføje urenheder (doping) eller ændre temperaturen. Den typiske repræsentant for halvledere er silicium, som er meget udbredt til fremstilling af elektroniske komponenter. Halvlederteknologi er hjørnestenen i moderne elektroniske enheder, såsom smartphones, computere, digitale kameraer osv., som alle er afhængige af halvlederchips. Derudover er halvledere også meget vigtige på energiområdet, såsom halvledermaterialer, som er kernen i solceller. Anvendelsen af halvledere dækker også LED-belysning, sensorer til medicinsk udstyr og kraftelektroniske enheder, som har haft en dyb indvirkning på moderne teknologi og dagligdagen.
Definition af halvledere
1.1 Grundlæggende begreber og egenskaber
Halvledere er materialer, der ligger mellem ledere og isolatorer, og deres ledningsevne varierer med temperaturen. Ved stuetemperatur er modstandsværdien af en halvleder mellem en leder (såsom kobber eller sølv) og en isolator (såsom gummi eller kvarts). Dens karakteristika er, at dens ledningsevne under visse forhold, såsom opvarmning eller udsættelse for lys, vil blive forbedret. Denne egenskab gør halvledere meget udbredt i elektroniske enheder.
1.2 Sammenligning med ledere og isolatorer
Leder: Henviser normalt til et metal eller et andet stof med en meget lav modstandsværdi, der let kan lede strøm. For eksempel er modstandsværdierne for kobber og sølv henholdsvis 1,68x10 ^ -8 og 1,59x10 ^ -8 ohm pr. meter ved 20 ° C.
Isolatorer: Disse materialer har meget høje modstandsværdier og er næsten ikke-ledende. For eksempel er modstandsværdien af ren kvarts cirka 1x10 ^ 17 ohm pr. meter.
Halvleder: Mellem ledere og isolatorer. For eksempel er modstandsværdien af rent silicium ved stuetemperatur cirka 2,3x10 ^ 3 ohm pr. meter, men dens modstandsværdi falder betydeligt, når den udsættes for lys eller opvarmning.
