半導体材料の特性は何ですか？

半導体には主に3つの大きな特性があります。
1. 熱感度
半導体の抵抗率は温度によって大きく変化します。例えば、純粋なゲルマニウムの場合、湿度が 10 度上昇するごとに、抵抗率は元の値の 1/2 に減少します。温度の微妙な変化は、半導体の抵抗率の明らかな変化に反映されます。半導体の熱に敏感な特性を利用して、温度測定および制御システムで使用するための温度感知素子 (サーミスタ) を作成できます。
さまざまな半導体デバイスは熱に敏感な特性を持ち、周囲温度が変化すると動作の安定性に影響を与えることに注意してください。

2. 感光性
半導体の抵抗率は光の変化に非常に敏感です。光があるときは抵抗率は非常に小さく、光がないときは抵抗率は非常に大きくなります。たとえば、一般的に使用されている硫化カドミウムフォトレジスタの抵抗は、光がないときは数十メガオームと高く、光にさらされると、抵抗が突然数万オームに低下し、抵抗値が数千倍に変化します。半導体の感光特性を利用して、フォトダイオード、フォトトランジスタ、シリコン太陽光発電などのさまざまなタイプの光電子デバイスが製造されています。自動制御や無線技術に広く使用されています。

3. ドーピング特性
純粋な半導体では、微量の不純物元素をドーピングすると、その抵抗率が大きく変わります。たとえば、純粋なシリコンにホウ素元素を100万分の1加えると、抵抗率は214,000Ω·cmから0.4Ω·cmに低下します。これは、シリコンの伝導エネルギーが500,000倍以上増加することを意味します。特定の不純物元素をドーピングすることで、半導体の伝導性を人工的に正確に制御し、さまざまな種類の半導体デバイスを作成できます。ほぼすべての半導体デバイスは、特定の不純物をドーピングした半導体材料でできていると言っても過言ではありません。