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Halbleiter sind Materialien, die keine elektrischen oder isolierenden Leiter sind, sondern je nach Bedingungen wie der Temperatur zwischen diesen beiden Funktionen wirken. Die Fähigkeit, die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern zu variieren, hat das Design und die Fähigkeiten moderner Elektronik revolutioniert und kleinere, schnellere Geräte geschaffen. Die Eigenschaften von Halbleitern hängen weitgehend von den Elementen ab, aus denen sie bestehen.
Leistungen
Vakuumglasröhren, die Halbleitern vorausgingen, wurden früher verwendet, um elektrischen Strom durch elektronische Geräte wie Radios zu leiten. Vakuumröhren waren laut FactsonFile.com groß, zerbrechlich und im Vergleich zu Halbleitern schwer zu handhaben. Die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern wurden erstmals in den 1870er Jahren beobachtet und bilden die Grundlage für die integrierte Schaltung, die auch als Computerchip bezeichnet wird. Die Chips sind viel kleiner als die Vakuumröhren und können mit viel weniger Energie viel mehr Funktionen ausführen.
Verschiedene Materialien
Nach Angaben der Semiconductor Industry Association ist Silizium das am häufigsten in Halbleitern verwendete Element. In seinem reinen Zustand ist Silizium fast ein Isolator. Seine elektrische Leitfähigkeit kann jedoch durch Dotierung erhöht werden, was sich auf das Einbringen kleiner Mengen anderer Materialien in das Grundmaterial bezieht, um einen anderen Halbleitertyp zu erzeugen. Durch die Kombination verschiedener Halbleiter können Richtung und Fluss elektrischer Signale sorgfältig geregelt werden. Dies ist für Computer, Fernseher, Radios und andere elektronische Geräte von entscheidender Bedeutung, damit sie ordnungsgemäß funktionieren.
Typen
Ein intrinsischer Halbleiter befindet sich wie elementares Silizium in seinem reinen Zustand. Durch Dotieren eines intrinsischen Halbleiters wird ein extrinsischer Halbleiter mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt. Verbund- oder Bandhalbleiter, die aus der Kombination zweier reiner Halbleitermaterialien wie Silizium und Germanium hergestellt werden, führen laut der Fulton School of Engineering zu einer größeren Vielfalt von Eigenschaften, die an spezifische Anforderungen angepasst werden können.
Zusätzliche Information
So wie das Dotieren mit minimalen Mengen an Bor oder Phosphor verwendet wird, um absichtliche Modifikationen an einem Siliziumhalbleiter zu erzeugen, verursacht die Verunreinigung durch unerwünschte Verunreinigungen unerwünschte Änderungen der elektrischen Eigenschaften, die schwerwiegend sein können. Dies ist der Grund, warum Halbleiter unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen hergestellt werden müssen. Das zur Herstellung von Halbleitern verwendete Silizium wird ebenfalls speziell für diesen Zweck gezüchtet, obwohl natürliches Silizium sehr häufig vorkommt.
