En halvleder er et materiale med ledningsevne mellem en leder og en isolator. Silicium er det mest almindelige, men germanium og galliumarsenid anvendes også. Halvledere er fundamentet for moderne elektronik. Transistorer, dioder og integrerede kredsløb er alle lavet af halvledere. Uden dem ville der ikke være computere, smartphones eller internet. Den vigtigste egenskab ved en halvleder er, at dens ledningsevne kan kontrolleres. Ved at tilføje urenheder, en proces kaldet doping, kan ingeniører få den til at lede mere eller mindre. Denne kontrol er det, der gør halvlederkomponenter mulige.

Halvledere har et båndgab, et energiområde hvor der ikke kan eksistere elektroner. I en leder er båndgabet nul. I en isolator er det stort. I en halvleder er det lille nok til, at elektroner kan exciteres over det af varme, lys eller et elektrisk felt. Når en elektron krydser båndgabet, efterlader den et hul, der fungerer som en positiv ladning. Både elektroner og huller bærer strøm i en halvleder. Doting med fosfor tilføjer ekstra elektroner, hvilket skaber et n-type materiale. Doting med bor tilføjer huller, hvilket skaber et p-type materiale. Sammenføjning af n-type og p-type materialer skaber en pn-overgang, som er grundlaget for dioder, transistorer og solceller.

Fakta om halvledere

• Definition. Ledningsevne mellem leder og isolator.
• Eksempler. Silicium, germanium, galliumarsenid.
• Doping. Tilsætning af urenheder for at kontrollere ledningsevnen.
• n-type. Ekstra elektroner.
• p-type. Ekstra huller.

En halvleder er ikke det samme som en leder. En leder leder let. En halvleder leder kun under visse forhold.