نیم رسانا

نیمه رسانا یا نیمه هادی (به انگلیسی: Semiconductor) عنصر یا ماده ای است که رسانایی الکتریکی آن حالتی بین مواد رسانا از قبیل مس و مواد عایق الکتریکی مانند شیشه باشد. مقاومت الکتریکی مواد نیمه رسانا برعکس فلزات، با افزایش دما کاهش می یابد. خواص رسانایی این مواد را می توان با افزایش دقیق و کنترل شده ناخالصی ها تغییر داد، که به این فرایند «دوپینگ» یا «آلایش» گفته می شود.خصلت فیزیکی مشخصه ی یک نیمه رسانا این است که رسانایی الکتریکی آن با افزایش دما افزایش می یابد.رسانایی نیمه رساناها در دمای اتاق چیزی بین رسانایی فلزات و نارساناها است.مرز بین نارساناها و نیمه رساناها به وسیله گاف نوار تعیین میشود.میزان رسانایی جامد معیار خوبی برای قضاوت نیست چرا که ممکن است یک ماده در اٍر افزایش دما رسانایی پایین،متوسط و یا بالایی از خود نشان دهد.مقدار گاف نوار و رسانایی که مبنای تعیین یک جامد به عنوان نیمه رسانا و یا نارسانا قرار گیرد به کاربرد مورد نظر آن جامد بستگی دارد.نیمه رساناها به دو نوع نیمه رسانی ذاتی و غیر ذاتی تقسیم میشوند.در اتم هیدروژن الکترون در مدار مشخصی دور می زند.   قراردادن دو الکترون پیش هم باعث تغییر محل اوربیتال ها می شود و باعث ایجاد پیوند کووالانسی خواهد شد. طبق اصل طرد پاولی هر حالت فقط می تواند شامل یک الکترون باشد.   این کار می تواند با اتم های دیگری ادامه یابد. به یاد دارید این فلز است، نه نیم رسانا.   ادامه چینش مکعب ها بلور را ایجاد می کند.   برای این جسم جامد منظم، ساختار نواری می تواند محاسبه یا اندازه گیری شود.
نیمه رساناها در دنیای الکترونیک امروز نقشی اساسی دارند، و تقریباً تمامی دستگاه های روزمره ای که ما استفاده می کنیم، ازقبیل گوشی های همراه، تبلت ها، رایانه ها، رادیوها و… به آنها وابسته است.
دستگاه های نیمه رسانا می توانند از خود خواص جالبی نشان دهند. برای مثال عبور راحت تر جریان از یک سمت، داشتن مقاومت الکتریکی متغیر و حساسیت به نور یا گرما. به دلیل اینکه می توان رسانایی الکتریکی مواد نیمه رسانا را با فرایند آلایش تغییر داد می توان از این مواد در کاربردهای تقویت کننده، سوئیچینگ و قطع و وصل و تبدیل انرژی استفاده کرد.
از نیمه رساناها برای ساخت قطعاتی مانند دیود، ترانزیستور، تریستور، آی سی و … استفاده می شود.ظهور نیمه رساناها در علم الکترونیک انقلاب عظیمی را در این علم ایجاد کرده که اختراع رایانه یکی از دستاوردهای این انقلاب است.

نیم رِسانا (semiconductor)
ماده ای با رسانندگی الکتریکی۱ بینابینیِ کمتر از فلزات و بیشتر از عایق۲ ها. این مواد در گسترۀ متنوعی از وسایل الکترونیکی کاربرد دارند. بعضی مواد بلورین، ازجمله سیلیسیم۳ و ژرمانیم۴، تعداد کمی الکترون آزاد دارند که از قیدهای بین اتمی بلور گریخته اند. اتم هایی که این الکترون ها از آن ها گریخته اند دارای جای خالی یا حفره اند و این حفره ها نیز به صورت بارهای مثبت از اتمی به اتم دیگر قابل انتقال اند. در این صورت، جریان الکتریکی، هم با الکترون ها یا حامل های منفی و هم با حفره ها یا حامل های بار مثبت، منتقل می شود. به چنین ماده ای نیم رسانای ذاتی۵ می گویند. رسانندگی نیم رساناها را از راه آلاییدن آن ها با مقدار کمی اتم های ناخالصی افزایش می دهند. اتم های ناخالصی یا الکترون های آزاد اضافی وارد محیط نیم رسانا می کنند و با افزایش تعداد الکترون های آزاد نسبت به حفره ها آن را به نیم رسانای نوع n تبدیل می کنند؛ یا الکترون های آزاد موجود در نیم رسانا را گیر می اندازند و آن را به نیم رسانای نوع p بدل می کنند که حفره هایش بیشتر از الکترون هاست. هنگامی که مواد نوع p و n برای تشکیل پیوند پی- ان۶ (p-n) در کنار هم قرار می گیرند، سدی الکتریکی پدید می آید که جریان را در یک جهت آسان تر از جهت دیگر هدایت می کند. این امر مبنای کار دیود نیم رسانا۷ است که برای یک سوسازی۸ به کار می رود. برخی از وسایل دیگر که بر همین اساس کار می کنند عبارت اند از ترانزیستورها۹، یک سوسازها۱۰، و مدارهای مجتمع یا مدارهای یکپارچه۱۱، به صورت تراشه های سیلیسیومی۱۲.electrical conductivityinsulatorsilicongermaniumintrinsic semiconductorsemiconductor dioderectificationtransistorsrectifiersintegrated circuitssilicon chips