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ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA 100414 – Física Electrónica

Act 7: Reconocimiento Unidad 2

¿ QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR ?
Tomado de: http://www.dgdc.unam.mx/Assets/cienciaboleto/cb_04.pdf

“ Semi ” es un prefijo que viene del latín y quiere decir medio. Hay semicírculos, semiautomáticas, semifinales, seminternados... y también semiconductores. Los sistemas de control,los lectores ópticos, las pantallas con luces y en general todos los equipos electrónicos que se emplean en este momento, utilizan semiconductores. Desde las poderosas computadoras hasta las calculadoras de bolsillo, además de la mayoría de los aparatos domésticos, los equipos de medición de laboratorio, las asombrosas celdas solares, las fotocopiadoras y una larga serie de otras aplicaciones,tienen que ver con los semiconductores. Pero, ¿ qué es un semiconductor ? ¿ Acaso es un “ medio conductor ” ? La revolución tecnológica causada por los semiconductores empieza en diciembre de 1947 cuando John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley, de los Laboratorios Bell — centro de investigación de la compañía AT&T, nombrados así en honor de Alexander Graham Bell, inventor del teléfono yfundador de Bell Telephone Co., antecesora de AT&T—, construyeron el primer transistor hecho de un pedazo de germanio (elemento semiconductor) con varios contactos eléctricos sobrepuestos. El transistor mejoró enormemente el funcionamiento de los bulbos al vacío como instrumento de control, amplificación y generación de señales electrónicas. Estos científicos recibieron el Premio Nobel en 1956 y losdescendientes de este primer transistor cambiaron la tecnología de nuestro mundo. Muchas de las características de los semiconductores se observaron en el siglo XIX pero no pudieron ser interpretadas porque todavía no existía la física adecuada ( llamada hoy física del estado sólido ). El físico inglés Michael Faraday, pionero en experimentos de electromagnetismo en aquel siglo, tuvo mucho interésen las propiedades de los materiales. Notó con ciertos materiales, como el sulfuro de plata, que aunque sí conducían electricidad, tenían un comportamiento anómalo con la temperatura. Sorprendentemente, sus características conductoras mejoraban a medida que aumentaba la temperatura, a diferencia del comportamiento de los metales, que se vuelven menos conductores cuando están más calientes. Losfísicos tardarían un siglo en explicar este hecho. También se observó que estos materiales, intermedios entre los extremos más

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conocidos de aislantes y conductores, eran muy sensibles a la luz, presentando la llamada fotoconductividad : conducían mejor al ser iluminados. Los estudios hechos en el siglo pasado sehacían en minerales naturales impuros. Pero hacia 1940 las técnicas de crecimiento de cristales y el control del contenido de impurezas ya permitieron entender la importancia de la presencia de impurezas en los semiconductores porque se pudo manipular mejor su estructura interna como sólidos. Todos tenemos una idea intuitiva de qué son los sólidos. Sabemos que nos podemos sentar en ellos y que nosduele el pie si los pateamos. También se conocen hace mucho tiempo algunas leyes que obedecen los sólidos; por ejemplo, cómo caen. Sin embargo, el conocimiento de la naturaleza interna de los sólidos, de su comportamiento molecular, fue un misterio durante muchos siglos. De hecho, la física del estado sólido es una disciplina relativamente nueva, desarrollada en el siglo XX, gracias a los enormesavances de las técnicas experimentales —que han permitido penetrar en la materia— y a la mecánica cuántica que nos ha dado la clave del comportamiento a escalas mucho menores que la escala humana. Es aún más reciente el interés de la física del estado sólido por estudiar materiales desordenados. Originalmente todo el esfuerzo se dirigió al estudio de los materiales llamados cristalinos, esto es,...