ما هي خصائص المواد شبه الموصلة؟

تتميز أشباه الموصلات بثلاث خصائص رئيسية:
1. الحساسية الحرارية
تتغير المقاومة الكهربائية لأشباه الموصلات بشكل كبير مع درجة الحرارة. على سبيل المثال، بالنسبة للجرمانيوم النقي، كلما زادت الرطوبة بمقدار 10 درجات، ستنخفض مقاومته الكهربائية إلى نصف القيمة الأصلية. يمكن أن تنعكس التغيرات الطفيفة في درجة الحرارة في تغييرات واضحة في المقاومة الكهربائية لأشباه الموصلات. باستخدام خصائص أشباه الموصلات الحساسة للحرارة، يمكن تصنيع عناصر استشعار درجة الحرارة - الثرمستورات - لاستخدامها في أنظمة قياس درجة الحرارة والتحكم فيها.
ومن الجدير بالذكر أن الأجهزة شبه الموصلة المختلفة تتمتع بخصائص حساسة للحرارة، مما يؤثر على استقرار عملها عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة.

2. خصائص حساسة للضوء
المقاومة الضوئية لأشباه الموصلات حساسة للغاية للتغيرات في الضوء. فعند وجود الضوء تكون المقاومة الضوئية صغيرة جدًا، وعند عدم وجود الضوء تكون المقاومة الضوئية كبيرة جدًا. على سبيل المثال، تصل مقاومة المقاوم الضوئي المستخدم بشكل شائع من كبريتيد الكادميوم إلى عشرات الميجا أوم عند عدم وجود ضوء، وعند تعرضه للضوء. تنخفض المقاومة فجأة إلى عشرات الآلاف من الأوم، وتتغير قيمة المقاومة آلاف المرات. وباستخدام خصائص الحساسية الضوئية لأشباه الموصلات، يتم إنتاج أنواع مختلفة من الأجهزة الإلكترونية البصرية، مثل الثنائيات الضوئية، والترانزستورات الضوئية، والخلايا الكهروضوئية السيليكونية. تستخدم على نطاق واسع في التحكم الآلي وتكنولوجيا الراديو.

3. خصائص المنشطات
في أشباه الموصلات النقية، يؤدي إضافة كمية صغيرة جدًا من عناصر الشوائب إلى تغيير مقاومتها بشكل كبير. على سبيل المثال، إضافة شخص إلى السيليكون النقي. سيقلل مليون من عنصر البورون مقاومته من 214،000Ω·cm إلى 0.4Ω·cm، مما يعني أن الطاقة التوصيلية للسيليكون ستزداد بأكثر من 500،000 مرة. من خلال إضافة عناصر شوائب معينة، يمكن للناس التحكم بشكل مصطنع ودقيق في توصيل أشباه الموصلات لإنشاء أنواع مختلفة من أجهزة أشباه الموصلات. ليس من المبالغة أن نقول إن جميع أجهزة أشباه الموصلات تقريبًا مصنوعة من مواد أشباه الموصلات المخدرة بشوائب محددة.