สมบัติของสารกึ่งตัวนำ

สารกึ่งตัวนำเป็นวัสดุทางไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำ และ ฉนวน


สารกึ่งตัวนำมีคุณสมบัติพิเศษที่แตกต่างจากตัวนำและฉนวน คือ การนำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำจะเปลี่ยนแปลงได้ตาม

• อุณหภูมิ 
• แสงที่ตกกระทบ
• ปริมาณสารเจือปน
• ปริมาณของจุดบกพร่องในเนื้อสาร

จึงทำให้สารกึ่งตัวนำมีประโยชน์ในทางอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์


ผลึกสารกึ่งตัวนำที่มีปริมาตร ๑ ลูกบาศก์เซนติเมตร จะมีจำนวนอะตอมทั้งสิ้น ๑๐๒๒ อะตอม ซึ่งมีโครงสร้างผลึกดังรูป


            อะตอมของสารกึ่งตัวนำในรูปผลึกจะเรียงตัวกันเป็นระเบียบ ในกรณีที่ไม่มีสารเจือปนเลย เมื่ออุณหภูมิต่ำๆ จะไม่มีอิเล็กตรอนอิสระเกิดขึ้นเลย อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรนอกสุดของแต่ละอะตอม จะทำหน้าที่เป็นแขนเชื่อมระหว่างอะตอม

            ความร้อนหรือแสงสามารถกระตุ้นให้อิเล็กตรอน ที่ทำหน้าที่เป็นแขนเชื่อมเหล่านี้ หลุดออกมาเป็นอิเล็กตรอนอิสระได้ จึงเป็นอิเล็กตรอน ที่เคลื่อนที่ได้ ทำให้สารกึ่งตัวนำเริ่มนำไฟฟ้าได้

            ซิลิคอน (Silicon : Si) และเจอเมเนียม (Germanium : Ge) เป็นวัสดุสารกึ่งตัวนำ ที่นิยมนำมาใช้งานมากที่สุด ทั้งซิลิคอน และเจอเมเนียม เป็นธาตุที่อยู่ในหมู่ IV ในตารางธาตุ จึงเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรนอกสุดจำนวน ๔ อิเล็กตรอน


            นอกจากสารกึ่งตัวนำที่เป็นธาตุเช่นซิลิคอน และเจอเมเนียมแล้ว ยังมีสารกึ่งตัวนำที่เป็นสารประกอบ โดยใช้ธาตุที่อยู่ในหมู่ III และหมู่ V เช่น GaAs (แกลเลี่ยมอาเซนายด์) GaP (แกลเลี่ยม ฟอสฟายด์) InSb (อินเดียมแอนติโมนายด์)