Semikonduktor

Semikonduktor minangka bahan sing duwé nilai konduktivitas listrik sing ana ing antarané isolator dan konduktor.^[1] Bahan sing konduktor, kayata tembaga logam, dene bahan insulator, kayata kaca. Resistivitas mudhun nalika suhu mundhak; logam tumindak kanthi cara sing ngelawan. Nganakaké sawijining bisa ngrubah ing cara migunani dening mangerténi regedan ("doping") menyang struktur kristal. Nalika rong wilayah sing beda-beda ing kristal sing padha, persimpangan semikonduktor digawé. Sifat operator muatan, sing kalebu èlèktron, ion lan lubang èlèktron, ing persimpangan kasebut minangka dhasar dioda, transistor lan èlèktronik sing paling modern. Sawetara conto semikonduktor yaiku silikon, germanium, gallium, arsenide, lan unsur-unsur sing cedhak karo "metalloid " utawa kolom IV A ing tabel periodik.^[2] Sawisé silikon, gallium arsenide minangka semikonduktor nomer loro sing paling umum lan digunakaké ing dioda laser, sèl surya, sirkuit terintegrasi frekuensi gelombang mikro, lan liya-liyané. Silikon minangka elemen penting kanggo nggawé  sirkuit èlèktronik.

Semikonduktor ing kondhisi alamiah minangka konduktor sing kurang apik amarga arus mbutuhaké aliran èlèktron, lan semikonduktor duwé pita valens sing diisi, nyegah kabeh aliran èlèktron anyar. Sawetara teknik sing dikembangaké ngidini bahan semikonduktor tumindak kaya nindakaké bahan, kayata doping utawa efek medan . Modifikasi iki duwé rong asil: tipe-n lan tipe-p . Iki nuduhaké keluwihan utawa kekurangan èlèktron, masing-masing. Jumlah èlèktron sing ora seimbang bakal nyebabaké arus bisa mili liwat bahan kasebut.^[3]

Heterojungsii kedadeyan nalika rong bahan semikonduktor dop beda-beda gabung. Contone, konfigurasi bisa kalebu germanium p-dop lan n-dop. Iki nyebabaké pertukaran èlèktron lan bolongan ing antarané bahan semikonduktor sing beda. Germanium n-dop duwé keluwihan èlèktron, lan germanium p-doped duwé keluwihan bolongan. Transfer kasebut ditrapaké nganti keseimbangan ditindakaké kanthi proses sing diarani rekombinasi, sing nyebabaké èlèktron migrasi saka tipe n bisa kontak karo bolongan migrasi saka tipe p. Asil saka proses iki yaiku ngilangi ion-ion sing ora obah, sing nyebabaké medan listrik ing persimpangan.^[4][5]

Bedané potensial listrik ing materi semikonduktor bakal nyebabaké keseimbangan termal lan nggawé  kahanan sing ora seimbang. Iki ngenalaké èlèktron lan bolongan menyang sistem, sing interaksi liwat proses sing diarani difusi ambipolar . Kapan kasetimbangan termal kaganggu ing bahan semikonduktor, jumlah bolongan lan èlèktron bakal beda. Gangguan kasebut bisa kedadeyan amarga ana bedané suhu utawa foton, sing bisa lumebu sistem lan nggawé  èlèktron lan bolongan. Proses sing nggawé  lan ngancuraké èlèktron lan bolongan diarani generasi lan rekombinasi .^[6]

Ing semikonduktor tartamtu, èksitasi èlèktron sing melimpah bisa alon kanthi ngetokaké cahya lan ora ngasilaké panas.^[7] Semikonduktor iki digunakaké ing pambangunan diode pemancar cahaya lan titik kuantum neon.

Semikonduktor kanthi konduktivitas termal sing dhuwur bisa digunakaké kanggo disipasi panas lan ningkataké manajemen termal èlèktronik.^[8]

Semikonduktor duwé faktor daya termoèlèktrik sing gedhé sing migunani ing generator termoèlèktrik, uga duwéni keunggulan termoèlèktrik sing bisa digunakaké kanggo adhemaké termoèlèktrik .^[9]

1. ↑ "SIFAT KELISTRIKAN BAHAN Semikonduktor". Diarsip saka sing asli ing 2021-04-30. Dibukak ing 2021-04-29.
2. ↑ "Semiconductor - The p-n junction". Encyclopedia Britannica (ing basa Inggris). Dibukak ing 2021-04-29.
3. ↑ Neamen, Donald. "Semiconductor Physics and Devices" (PDF). Elizabeth A. Jones.
4. ↑ Feynman, Richard (1963). Feynman Lectures on Physics. Basic Books.
5. ↑ Neamen, Donald. "Semiconductor Physics and Devices" (PDF). Elizabeth A. Jones.
6. ↑ Neamen, Donald. "Semiconductor Physics and Devices" (PDF). Elizabeth A. Jones.
7. ↑ By Abdul Al-Azzawi. "Light and Optics: Principles and Practices." 2007. March 4, 2016.
8. ↑ Kang, Joon Sang; Li, Man; Wu, Huan; Nguyen, Huuduy; Hu, Yongjie (2018). "Experimental observation of high thermal conductivity in boron arsenide". Science. 361 (6402): 575–78. Bibcode:2018Sci...361..575K. doi:10.1126/science.aat5522. PMID 29976798.
9. ↑ "How do thermoelectric coolers (TECs) work?". marlow.com. Diarsip saka sing asli ing 2017-12-14. Dibukak ing 2016-05-07.