از میان عناصر نیمه هادی، سیلیسیم و ژرمانیوم بیشترین مصرف را در ساخت قطعات الکترونیکی( دیود، ترانزیستور و آی-سی ها و ...) دارند.

اتم های نیمه هادی سیلیسیم و ژرمانیوم بصورت یک بلور "سه بعدی" می باشند و از کنار هم قرار گرفتن بلورها، شبکه ی کریستالی پدید می آید. سیلیسیم در درجه حرارت 1415 سانتیگراد و ژرمانیوم در درجه

حرارت 936 سانتیگراد ذوب میشوند.

خیله خب حالا دیگه باید بریم  سر اصل مطلب که چرا به این اجسام نیمه هادی گفته میشه؟؟؟

فقط قبلش این رو هم خاطر نشان کنم که سیلیسیم و ژرمانیوم در طبیعت میان شن و ماسه بسیار یافت میشوند و سیلیسیم بصورت سیلیس(SiO₂) فراوان بوده و با توجه به ارقام بالا مسلما تحمل درجه ی

حرارت آن نسبت به ژرمانیوم بیشتر میباشد.

حالا که خاطر نشان کردم، برمیگردیم سر اصل مطلب:

در اینجا، بمنظور تفهیم بهتر چگونگی عملکرد نیمه هادی ها از یک مثال استفاده میکنم:

فرض کنید در یک کلاس، 8 نفر دانش آموز ثبت نام کرده باشند و از بین آنها فقط 1، 2 یا 3نفر دانش آموز در کلاس حضور داشته باشند، در اینصورت به احتمال زیاااد معلم تدریس نخواهد کرد و در نتیجه کلاس تعطیل

خواهد شد(چون تعداد دانش آموزان بسیار کم است)، ولی اگر 5، 6 یا7 دانش آموز در کلاس حضور یابند، معلم تمایل دارد کلاس را تشکیل دهد و چون تعداد دانش آموزان بیشتر است، مایل نیستند کلاس را ترک

کنند(چه کلاسه ایده آلی!). حال اگر در یک کلاس فقط 4 نفر(12345678) حاضر باشند، احتمال تشکیل شدن یا تعطیل شدن کلاس مساوی خواهد بود، خب حالا تکلیف دانش آموزه چیه؟؟؟

بلههه... اینجاست که به شرایط بیرونی رجوع میکنیم، یعنی اگر مثلا هوا طوفانی بود، کلاس تعطیل میگردد.

عکس العمل اتم ها هم اینگونه است، با این تفاوت:

کلاس= اتم

1،2،3 نفره= 1،2،3 الکترون در لایه ی ظرفیت اتم(هادی)

5،6،7 نفره= 5،6،7 الکترون در لایه ی ظرفیت اتم(عایق)

4 نفره= 4 اتم در لایه ی ظرفیت اتم(نیمه هادی)

زمانی که تعداد الکترون ها کمتر از 4 باشد، جاذبه ی بین الکترون ها(با بار منفی) و هسته(با بار مثبت) کم بوده و الکترون ها به هسته وابسته نبوده و از لایه ی ظرفیت جدا شده و آزادانه حرکت میکنند که قادر

با هدایت جریان الکتریکی هستند، بهمین علت، هادی نامیده میشوند.

اگر تعداد الکترون ها بیش از 4 باشد، جاذبه ی بین الکترون ها(با بار منفی) و هسته(با بار مثبت) زیاد بوده و الکترون ها به هسته وابسته میشوند، در نتیجه در لایه ی ظرفیت باقی می ماند، و این امر باعث

میشود که هیچ الکترون آزادی برای هدایت جریان الکتریکی وجود نداشته باشد و جسم عایق الکتریسیته شود.

حال اگر تعداد الکترون ها 4 باشد. هادی یا عایق بودن آن بستگی به شرایط خارجی مثل حرارت، نور، فشار و ... دارد.

یاد آوری: بیرونی ترین لایه ی اتم را لایه ی ظرفیت نامند( خسته نباشم!)

البته محققا دارن روی یه لایه دیگه هم کار میکنن که بهش میگن"لایه ی بی ظرفیت" ، دلیل این انتخاب اسم هنوز مشخص نشده!!!