Ποια είναι η σύνδεση μεταξύ μεταλλοειδούς και ημιαγωγού;
* Metalloids: Αυτά τα στοιχεία βρίσκονται στο "Staircase" του περιοδικού πίνακα που διαχωρίζουν τα μέταλλα από τα μη μέταλλα. Παρουσιάζουν ιδιότητες τόσο των μετάλλων όσο και των μη μεταλλικών.
* ημιαγωγοί: Αυτά τα υλικά έχουν ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ εκείνης ενός αγωγού (όπως ο χαλκός) και ενός μονωτή (όπως το γυαλί). Μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια υπό ορισμένες συνθήκες, όπως η αυξημένη θερμοκρασία ή η παρουσία ακαθαρσιών.
Γιατί είναι τα περισσότερα μεταλλοειδή ημιαγωγοί;
Τα μεταλλοειδή έχουν μια μοναδική ηλεκτρονική δομή που τους επιτρέπει να ενεργούν ως ημιαγωγοί:
* Χάσμα ενδιάμεσης ζώνης: Τα μεταλλοειδή έχουν ένα χάσμα ζώνης (η διαφορά ενέργειας μεταξύ των ζωνών σθένους και αγωγιμότητας) που είναι μικρότερο από τους μονωτήρες αλλά μεγαλύτερη από τους αγωγούς. Αυτό επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να μεταβούν στη ζώνη αγωγιμότητας υπό ορισμένες συνθήκες, επιτρέποντας την ηλεκτρική αγωγιμότητα.
* Μεταβλητή αγωγιμότητα: Η αγωγιμότητά τους μπορεί να ρυθμιστεί με την προσθήκη ακαθαρσιών (ντόπινγκ) με ελεγχόμενο τρόπο. Αυτό δημιουργεί είτε μια περίσσεια ηλεκτρονίων (ημιαγωγού τύπου Ν) είτε οπές (ημιαγωγός τύπου P), επηρεάζοντας περαιτέρω την αγωγιμότητά τους.
Παραδείγματα:
* πυρίτιο (si) και γερμανικό (GE) είναι τα πιο κοινά μεταλλοειδή που χρησιμοποιούνται ως ημιαγωγοί στα ηλεκτρονικά.
* αρσενικό (as) και αντιμόνιο (SB) είναι επίσης μεταλλοειδή με ιδιότητες ημιαγωγών, που χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές.
Εξαιρέσεις:
Ενώ τα περισσότερα μεταλλοειδή είναι ημιαγωγοί, υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις:
* Tellurium (TE) είναι τεχνικά μεταλλοειδές, αλλά έχει πιο μεταλλικό χαρακτήρα και δεν είναι ένας τυπικός ημιαγωγός.
Συνοπτικά:
Η σχέση μεταξύ μεταλλοειδών και ημιαγωγών είναι κοντά, με τα περισσότερα μεταλλοειδή να παρουσιάζουν ιδιότητες ημιαγωγών λόγω της μοναδικής ηλεκτρονικής δομής και της ικανότητάς τους να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια υπό ορισμένες συνθήκες. Αυτό τους καθιστά κρίσιμα υλικά στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
