Een halfgeleider is een stof met een geleidbaarheid tussen die van een geleider en een isolator. In zuivere toestand is het niet erg geleidend, maar de geleidbaarheid ervan kan worden aangepast door onzuiverheden toe te voegen (doping) of door de temperatuur te veranderen. De typische vertegenwoordiger van halfgeleiders is silicium, dat veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van elektronische componenten. Halfgeleidertechnologie is de hoeksteen van moderne elektronische apparaten, zoals smartphones, computers, digitale camera's, enz., die allemaal afhankelijk zijn van halfgeleiderchips. Daarnaast zijn halfgeleiders ook erg belangrijk op energiegebied, zoals halfgeleidermaterialen, die de kern vormen van zonnecellen. De toepassing van halfgeleiders omvat ook LED-verlichting, sensoren voor medische apparatuur en vermogenselektronica, die een diepgaande impact hebben gehad op de moderne technologie en het dagelijks leven.
Definitie van halfgeleiders
1.1 Basisconcepten en eigenschappen
Halfgeleiders zijn materialen die tussen geleiders en isolatoren liggen, en hun geleidbaarheid varieert met de temperatuur. Bij kamertemperatuur ligt de weerstandswaarde van een halfgeleider tussen een geleider (zoals koper of zilver) en een isolator (zoals rubber of kwarts). Het kenmerk ervan is dat onder bepaalde omstandigheden, zoals verwarming of blootstelling aan licht, de geleidbaarheid ervan wordt verbeterd. Deze eigenschap zorgt ervoor dat halfgeleiders op grote schaal worden gebruikt in elektronische apparaten.
1.2 Vergelijking met geleiders en isolatoren
Geleider: verwijst meestal naar een metaal of andere stof met een zeer lage weerstandswaarde die gemakkelijk stroom kan geleiden. Zo zijn de weerstandswaarden van koper en zilver respectievelijk 1,68x10^-8 en 1,59x10^-8 ohm per meter bij 20°C.
Isolatoren: Deze materialen hebben zeer hoge weerstandswaarden en zijn vrijwel niet geleidend. De weerstandswaarde van schoon kwarts is bijvoorbeeld ongeveer 1x10 ^ 17 ohm per meter.
Halfgeleider: Tussen geleiders en isolatoren. De weerstandswaarde van puur silicium bij kamertemperatuur is bijvoorbeeld ongeveer 2,3x10 ^ 3 ohm per meter, maar de weerstandswaarde neemt aanzienlijk af bij blootstelling aan licht of verwarming.
