Hvorfor kaldes Silicon en halvleder?

* Ledere: Materialer som kobber og sølv har et stort antal frie elektroner, der let bærer elektrisk strøm.

* isolatorer: Materialer som gummi og glas har meget få frie elektroner og modstår strømmen af ​​elektricitet.

* halvledere: Silicon falder imellem. Det har et moderat antal frie elektroner, der giver det mulighed for at udføre elektricitet under visse betingelser.

Sådan fungerer det:

* Intrinsisk silicium: Ren silicium har en krystalstruktur, hvor hvert siliciumatom deler sine fire valenselektroner med sine naboer og danner stærke kovalente bindinger. Dette efterlader meget få frie elektroner til at bære strøm, hvilket gør ren silicium til en dårlig leder.

* Doping: Vi kan ændre Silicons ledningsevne ved at introducere urenheder, en proces kaldet doping . Ved at tilføje små mængder elementer som fosfor (som har 5 valenselektroner) eller bor (som har 3 valenselektroner), kan vi skabe:

* N-type silicium: Fosfor donerer en ekstra elektron, hvilket øger antallet af frie elektroner og gør silicium mere ledende.

* p-type silicium: Bor skaber et "hul", hvor et elektron mangler. Dette "hul" fungerer som en positiv ladning og giver strøm mulighed for at flyde.

Hvorfor er dette vigtigt?

Evnen til at kontrollere Silicons ledningsevne gennem doping er afgørende for at opbygge elektroniske enheder:

* transistorer: Den mest grundlæggende byggesten til moderne elektronik. Transistorer bruger den kontrollerede strøm af elektroner i silicium af N-type og P-type til at amplificere og skifte elektriske signaler.

* Integrerede kredsløb (ICS): Millioner eller endda milliarder af transistorer er integreret på en enkelt siliciumchip og danner hjertet af computere, smartphones og anden elektronik.

I resumé gør Silicons unikke egenskab ved at være en halvleder, der kan kontrolleres ved doping, det grundlaget for moderne elektronik.