מוליך למחצה הוא חומר עם מוליכות בין זו של מוליך למבודד. הוא אינו מוליך במיוחד במצב טהור, אך ניתן להתאים את המוליכות שלו על ידי הוספת זיהומים (סימום) או שינוי הטמפרטורה. הנציג הטיפוסי של מוליכים למחצה הוא סיליקון, שנמצא בשימוש נרחב בייצור רכיבים אלקטרוניים. טכנולוגיית מוליכים למחצה היא אבן היסוד של מכשירים אלקטרוניים מודרניים, כגון סמארטפונים, מחשבים, מצלמות דיגיטליות וכו', כולם מסתמכים על שבבי מוליכים למחצה. בנוסף, למוליכים למחצה יש חשיבות רבה גם בתחום האנרגיה, כמו חומרים מוליכים למחצה, שהם הליבה של תאים סולאריים. היישום של מוליכים למחצה מכסה גם תאורת LED, חיישנים לציוד רפואי ומכשירי חשמל, אשר השפיעו עמוקות על הטכנולוגיה המודרנית ועל חיי היומיום.
הגדרה של מוליכים למחצה
1.1 מושגים ומאפיינים בסיסיים
מוליכים למחצה הם חומרים הנמצאים בין מוליכים למבודדים, והמוליכות שלהם משתנה בהתאם לטמפרטורה. בטמפרטורת החדר, ערך ההתנגדות של מוליך למחצה הוא בין מוליך (כגון נחושת או כסף) לבין מבודד (כגון גומי או קוורץ). המאפיין שלו הוא שבתנאים מסוימים, כמו חימום או חשיפה לאור, מוליכותו תוגבר. מאפיין זה עושה שימוש נרחב במוליכים למחצה במכשירים אלקטרוניים.
1.2 השוואה עם מוליכים ומבודדים
מוליך: מתייחס בדרך כלל למתכת או לחומר אחר בעל ערך התנגדות נמוך מאוד שיכול להוליך זרם בקלות. לדוגמה, ערכי ההתנגדות של נחושת וכסף הם 1.68x10 ^ -8 ו- 1.59x10 ^ -8 אוהם למטר ב-20 מעלות צלזיוס, בהתאמה.
מבודדים: לחומרים אלו ערכי התנגדות גבוהים מאוד והם כמעט לא מוליכים. לדוגמה, ערך ההתנגדות של קוורץ נקי הוא בערך 1x10 ^ 17 אוהם למטר.
מוליכים למחצה: בין מוליכים למבודדים. לדוגמה, ערך ההתנגדות של סיליקון טהור בטמפרטורת החדר הוא בערך 2.3x10 ^ 3 אוהם למטר, אך ערך ההתנגדות שלו יורד באופן משמעותי בעת חשיפה לאור או חימום.
