เซมิคอนดักเตอร์กับโลหะ
โลหะ
โลหะเป็นที่รู้จักของมนุษย์มาช้านาน มีหลักฐานพิสูจน์เกี่ยวกับการใช้โลหะใน 6000 ปีก่อนคริสตกาล ทองคำและทองแดงเป็นโลหะชนิดแรกที่ค้นพบ สิ่งเหล่านี้ถูกใช้ทำเครื่องมือ เครื่องประดับ รูปปั้น ฯลฯ ตั้งแต่นั้นมาเป็นเวลานานมีการค้นพบโลหะอื่น ๆ เพียงไม่กี่ (17) ตอนนี้เราคุ้นเคยกับโลหะประเภทต่างๆ 86 ชนิดแล้ว โลหะมีความสำคัญมากเนื่องจากมีลักษณะเฉพาะ โลหะมักจะแข็งและแข็งแรง (มีข้อยกเว้น เช่น โซเดียม ใช้มีดตัดโซเดียมได้) ปรอทเป็นโลหะซึ่งอยู่ในสถานะของเหลวนอกจากปรอทแล้ว โลหะอื่นๆ ทั้งหมดยังถูกพบในสถานะของแข็ง และเป็นการยากที่จะทำลายหรือเปลี่ยนรูปร่างของพวกมันเมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบอื่นๆ ที่ไม่ใช่โลหะ โลหะมีลักษณะเป็นมันเงา ส่วนใหญ่มีประกายสีเงิน (ยกเว้นทองและทองแดง) เนื่องจากโลหะบางชนิดมีปฏิกิริยากับก๊าซในชั้นบรรยากาศ เช่น ออกซิเจน พวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะมีสีคล้ำเมื่อเวลาผ่านไป สาเหตุหลักมาจากการก่อตัวของชั้นโลหะออกไซด์ ในทางกลับกัน โลหะอย่างทองคำและแพลตตินั่มมีความเสถียรสูงและไม่เกิดปฏิกิริยา โลหะมีความอ่อนตัวและเหนียว ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ทำเครื่องมือบางอย่างได้ โลหะคืออะตอมซึ่งสามารถสร้างไอออนบวกได้โดยการกำจัดอิเล็กตรอน ดังนั้นพวกมันจึงเป็นไฟฟ้าบวก ประเภทของรูปแบบพันธะระหว่างอะตอมของโลหะเรียกว่าพันธะโลหะ โลหะปล่อยอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของพวกมัน และอิเล็กตรอนเหล่านี้จะกระจายตัวระหว่างไอออนบวกของโลหะ ดังนั้นจึงเรียกว่าทะเลของอิเล็กตรอนที่แยกตัวออกจากกัน ปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตระหว่างอิเล็กตรอนและไอออนบวกเรียกว่าพันธะโลหะอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นโลหะจึงมีความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ยังเป็นตัวนำความร้อนที่ดี เนื่องจากโลหะที่ยึดติดโลหะมีโครงสร้างที่เป็นระเบียบ จุดหลอมเหลวสูงและจุดเดือดของโลหะก็เกิดจากการยึดติดของโลหะอย่างแรงเช่นกัน นอกจากนี้ โลหะยังมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำ ธาตุในกลุ่ม IA, IIA เป็นโลหะเบา พวกมันมีรูปแบบบางอย่างจากคุณสมบัติทั่วไปของโลหะที่อธิบายไว้ข้างต้น
เซมิคอนดักเตอร์
ตัวนำเป็นวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ฉนวนเป็นวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุระหว่างตัวนำและฉนวน ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าจึงอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน เซมิคอนดักเตอร์สามารถเป็นองค์ประกอบหรือสารประกอบ ซิลิคอนเป็นองค์ประกอบที่ใช้กันมากที่สุดในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เจอร์เมเนียมเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งสำหรับเรื่องนี้ ค่าการนำไฟฟ้าของธาตุบริสุทธิ์นี้เปลี่ยนแปลงโดยการเพิ่มสิ่งเจือปนในปริมาณต่างๆสิ่งเหล่านี้เรียกว่าสารเจือปนและนอกเหนือจากนี้เรียกว่ายาสลบ สารเจือปนที่ใช้ส่วนใหญ่สำหรับซิลิกอนคือโบรอนหรือฟอสฟอรัส เซมิคอนดักเตอร์ที่เจือปนยังเป็นที่รู้จักกันในนามภายนอก นอกเหนือจากองค์ประกอบแล้ว สารประกอบอินทรีย์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ได้อีกด้วย กลไกการนำไฟฟ้าในเซมิคอนดักเตอร์นั้นแตกต่างกัน เซมิคอนดักเตอร์บางตัวนำไฟฟ้าผ่านอิเล็กตรอน (ชนิด N) ในขณะที่บางตัวนำไฟฟ้าผ่านรูที่มีประจุบวก (ชนิด p) เซมิคอนดักเตอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรศัพท์ ฯลฯ และยังรวมอยู่ในเซลล์แสงอาทิตย์ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด เป็นต้น
เซมิคอนดักเตอร์กับโลหะต่างกันอย่างไร
• โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าจึงมีปริมาณไฟฟ้าสูง เซมิคอนดักเตอร์มีค่าการนำไฟฟ้าน้อยกว่าโลหะ
• ในโลหะ อิเล็กตรอนจะส่งกระแส แต่ในเซมิคอนดักเตอร์ กระแสจะดำเนินการโดยการไหลของอิเล็กตรอนของรูที่มีประจุบวก