半導体は、導体と絶縁体の間の導電率を持つ物質です。純粋な状態ではあまり導電性が高くありませんが、不純物を添加（ドーピング）したり、温度を変えることで導電率を調整できます。半導体の代表格はシリコンであり、電子部品の製造に広く使われています。半導体技術は、スマートフォン、コンピュータ、デジタルカメラなどの現代の電子機器の基礎であり、すべて半導体チップに依存しています。また、太陽電池の中核となる半導体材料など、エネルギー分野でも半導体は非常に重要です。半導体の応用分野には、LED照明、医療機器用センサー、パワーエレクトロニクス機器なども含まれており、現代の技術や日常生活に大きな影響を与えています。
半導体の定義
1.1 基本概念と特性
半導体は導体と絶縁体の間にある物質で、その導電率は温度によって変化します。室温では、半導体の抵抗値は導体 (銅や銀など) と絶縁体 (ゴムや石英など) の間にあります。加熱や光照射などの条件下で導電性が高まるのが特徴です。この特性により、半導体は電子機器に広く使用されています。
1.2 導体と絶縁体との比較
導体: 通常、電流を容易に伝導できる非常に低い抵抗値を持つ金属またはその他の物質を指します。たとえば、銅と銀の抵抗値は、20 °C でそれぞれ 1.68x10^-8 および 1.59x10^-8 Ω/m です。
絶縁体: これらの材料は抵抗値が非常に高く、ほとんど非導電性です。たとえば、きれいな石英の抵抗値は、1 メートルあたり約 1x10^17 オームです。
半導体：導体と絶縁体の間。たとえば、室温での純粋なシリコンの抵抗値は 1 メートルあたり約 2.3x10^3 オームですが、光や加熱にさらされると抵抗値は大幅に減少します。
