Semiconductores

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica son Cd (cadmio), Al (aluminio), Ga (galio), B (boro), In (indio), Si (silicio), C (carbono), Ge (germanio), P (fósforo), As (arsénico), Sb (antimonio), Se (selenio), Te (telurio).

Elelemento semiconductor más usado es el silicio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd)..

La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

Un material semiconductor es aquel que tiene una conductividad eléctrica intermedia, entre la de los metales y losaislantes; y otras propiedades físicas no usuales. Estos se pueden clasificar en dos tipos:
• Semiconductores intrínsecos: poseen una conductividad eléctrica fácilmente controlable y, al combinarlos correctamente adecuadamente, pueden actuar como interruptores, amplificadores o dispositivos de almacenamiento. Ejemplo: Si y Ge puros.
• Semiconductores extrínsecos: estos se forman al agregar,intencionadamente, a un semiconductor intrínseco sustancias dopantes. Su conductividad dependerá de la concentración de esos átomos dopantes. Dependiendo de esas impurezas habrá dos tipos:
a) Semiconductores de tipo n: En las redes de Si o Ge se introducen elementos del grupo 15 los cuales debido a que tienen un electrón mas en su capa de valencia que los elementos del grupo14 se comportancomo impurezas donadoras de electrones o portadores negativos.
b) Semiconductores de tipo p: En este caso se introducen elementos del grupo 13 que presentan un electrón menos en su capa de valencia, por lo que se comportan como aceptores o captadores de electrones.

Material sólido o líquido capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. La conductividadeléctrica, que es la capacidad de conducir la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial, es una de las propiedades físicas más importantes. Ciertos metales, como el cobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores. Por otro lado, ciertos aislantes como el diamante o el vidrio son muy malos conductores. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan comoaislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzar niveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.

Las propiedades eléctricas de un material semiconductor vienen determinadas por suestructura atómica. En un cristal puro de germanio o de silicio, los átomos están unidos entre sí en disposición periódica, formando una rejilla cúbica tipo diamante perfectamente regular. Cada átomo del cristal tiene cuatro electrones de valencia, cada uno de los cuales interactúa con el electrón del átomo vecino formando un enlace covalente. Al no tener los electrones libertad de movimiento, a bajastemperaturas y en estado cristalino puro, el material actúa como un aislante.
El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90% de los minerales que forman rocas volcánicas.El mineral cuarzo, sus variedades (cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas del silicio existentes en la naturaleza. El dióxido de silicio es el componente principal de la arena. Los silicatos (en concreto los de aluminio, calcio y magnesio) son los componentes principales de las arcillas, el suelo y las rocas, en forma...