Un semiconduttore è una sostanza con una conduttività compresa tra quella di un conduttore e di un isolante. Non è molto conduttivo allo stato puro, ma la sua conduttività può essere regolata aggiungendo impurità (doping) o modificando la temperatura. Il tipico rappresentante dei semiconduttori è il silicio, ampiamente utilizzato nella produzione di componenti elettronici. La tecnologia dei semiconduttori è la pietra angolare dei moderni dispositivi elettronici, come smartphone, computer, fotocamere digitali, ecc., che si basano tutti su chip semiconduttori. Inoltre, anche in campo energetico i semiconduttori sono molto importanti, come i materiali semiconduttori, che costituiscono il cuore delle celle solari. L'applicazione dei semiconduttori comprende anche l'illuminazione a LED, i sensori per apparecchiature mediche e i dispositivi elettronici di potenza, che hanno avuto un profondo impatto sulla tecnologia moderna e sulla vita quotidiana.
Definizione di semiconduttori
1.1 Concetti e proprietà fondamentali
I semiconduttori sono materiali che si trovano tra conduttori e isolanti e la loro conduttività varia con la temperatura. A temperatura ambiente, il valore di resistenza di un semiconduttore è compreso tra un conduttore (come rame o argento) e un isolante (come gomma o quarzo). La sua caratteristica è che in determinate condizioni, come il riscaldamento o l'esposizione alla luce, la sua conduttività sarà migliorata. Questa caratteristica rende i semiconduttori ampiamente utilizzati nei dispositivi elettronici.
1.2 Confronto con conduttori e isolanti
Conduttore: solitamente si riferisce a un metallo o altra sostanza con un valore di resistenza molto basso che può facilmente condurre corrente. Ad esempio, i valori di resistenza del rame e dell'argento sono rispettivamente 1,68x10^-8 e 1,59x10^-8 ohm per metro a 20°C.
Isolanti: questi materiali hanno valori di resistenza molto elevati e sono quasi non conduttivi. Ad esempio, il valore di resistenza del quarzo pulito è di circa 1x10 ^ 17 ohm per metro.
Semiconduttore: tra conduttori e isolanti. Ad esempio, il valore di resistenza del silicio puro a temperatura ambiente è di circa 2,3x10 ^ 3 ohm per metro, ma il suo valore di resistenza diminuisce significativamente se esposto alla luce o al riscaldamento.
