Шта је полуводич?

Полупроводник је материјал који има одређена јединствена својства у начину на који реагује на електричну струју. То је материјал који има знатно нижи отпор протока електрична струја у једном смеру него у другом. Електрична проводљивост полуводича је између доброг проводника (попут бакра) и изолатора (попут гуме). Отуда и назив полуводич. Полупроводник је такође материјал чија се електрична проводљивост може изменити (звана допинг) променом температуре, примењених поља или додавањем нечистоћа.

Иако полуводич није изум и нико није изумио полуводич, постоји много изума који су полуводички уређаји. Откривање полуводичких материјала омогућило је огроман и важан напредак на пољу електронике. Требали су нам полуводичи за минијатуризацију рачунара и делова рачунара. Били су нам потребни полуводичи за производњу електронских делова као што су диоде, транзистори и многи фотонапонске ћелије.

Полупроводнички материјали укључују елементе силицијум и германијум, а једињења галијум арсенид, оловни сулфид или индијум фосфид. Постоје и многи други полуводичи. Чак и одређена пластика може бити полуводичка, што омогућава пластичне светлеће диоде (ЛЕД) које су флексибилне и могу се обликовати у било који жељени облик.

Према др. Кен Меллендорфу из Њутнов пита научника:

"Допинг" је поступак који полуводиче попут силицијума и германија чини спремним за употребу у диодама и транзисторима. Полупроводници у свом недопустивом облику су заправо електрични изолатори који не изолирају баш добро. Они формирају кристални образац где сваки електрон има одређено место. Већина полуводичких материјала има четири валентни електрони, четири електрона у спољној љусци. Стављањем једног или два процента атома са пет валентних електрона, попут арсена, са четворо валентним електронским полуводичем, као што је силицијум, догађа се нешто занимљиво. Нема довољно атома арсена да утичу на укупну кристалну структуру. Четири од пет електрона користе се по истом обрасцу као и за силицијум. Пети атом не уклапа се добро у структуру. И даље радије виси близу атома арсена, али није чврсто држан. Веома је лако одбити га и послати на њега кроз материјал. Допирани полупроводник много више личи на проводник него на недопустиви полупроводник. Такође можете натопити полуводич са атомом три електрона, као што је алуминијум. Алуминијум се уклапа у кристалну структуру, али сада у овој структури недостаје електрон. То се назива рупа. Покретање суседног електрона у рупу на неки начин је попут померања рупе. Стављањем полупроводника који је допиран електронима (н-типа) са полуводичем са рупом (п-тип) ствара се диода. Остале комбинације стварају уређаје попут транзистора.

Израз "полуводич" први пут је користио Алессандро Волта у 1782.

Мицхаел Фарадаи је прва особа која је опазила ефекат полуводича 1833. године. Фарадаи је опазио да се електрични отпор сребрног сулфида смањује са температуром. Карл Браун је 1874. године открио и документовао први ефекат полуводичких диода. Браун је приметио да струја слободно тече само у једном смеру на додиру металне тачке и кристала галене.

Године 1901. патентиран је први уређај за полуводиче, назван "мачји вискији". Уређај је изумио Јагадис Цхандра Босе. Мачкасте оштрице биле су полуводички исправљачи који се користе за откривање радио таласа.

Транзистор је уређај састављен од полуводичког материјала. Јохн Бардеен, Валтер Браттаин и Виллиам Схоцклеи сви су измислили транзистор 1947 у Белл Лабс.

• Аргонне Натионал Лаборатори. "НЕВТОН - питајте научника." Интернет архива, 27. фебруара 2015.