Halfgeleider

geleiding

Wanneer wij elektrische stroom gebruiken transporteren we deze door geleiders zoals bijvoorbeeld koperdraad. Andere metalen geleiden de stroom ook zoals het frame van de fiets of de carrosserie van de auto. Allerlei andere stoffen staan bekend als niet-geleiders of isolerende materialen zoals glas, hout, katoen en natuurlijk plastic. Halverwege de twintigste eeuw wordt ontdekt dat een niet-geleider, silicium (Si) toch geleidend kan worden gemaakt. Silicium is een vorm van zand (silicium-oxyde. SiO2) waar de zuurstof van is verwijderd door reductie. Wanneer deze zuivere silicium wordt verontreinigd door er kleine hoeveelheden van fosfor of boor aan toe te voegen, veranderen de elektrische eigenschappen.

geleiding mits...

Elektrische stroom is in feite de verplaatsing van elektronen door het materiaal. Dat kan alleen gebeuren wanneer er elektronen zijn die niet vastzitten in een kristalstructuur. Bij silicium kristallen zitten de elektronen vast en daarom is silicium in haar zuivere vorm niet geleidend. Door nu stoffen in de kristalstructuur aan te brengen, een soort verontreiniging dus, komen er elektronen vrij die onder bepaalde elektrische invloed toch verplaatsen en dus een stroom zijn. Van deze eigenschap wordt gebruik gemaakt bij de fabricage van de transistor en diode en de geïntegreerde schakeling, bekend als de chip. Behalve silicium worden ook van andere materialen halfgeleiders gemaakt. Enkele daarvan zijn Germanium (Ge), Galliumarsenide (GaAs), Indiumfosfide (InP).