Apa itu Semikonduktor?

Semikonduktor adalah bahan yang memiliki sifat unik tertentu dalam cara bereaksi terhadap arus listrik. Ini adalah bahan yang memiliki resistensi jauh lebih rendah terhadap aliran arus listrik dalam satu arah dari pada yang lain. Konduktivitas listrik semikonduktor adalah antara konduktor yang baik (seperti tembaga) dan isolator (seperti karet). Karenanya, nama semikonduktor. Semikonduktor juga merupakan bahan yang konduktivitas listriknya dapat diubah (disebut doping) melalui variasi suhu, bidang terapan, atau menambahkan pengotor.

Sementara semikonduktor bukan merupakan penemuan dan tidak ada yang menemukan semikonduktor, ada banyak penemuan yang merupakan perangkat semikonduktor. Penemuan bahan semikonduktor memungkinkan untuk kemajuan luar biasa dan penting di bidang elektronik. Kami membutuhkan semikonduktor untuk miniaturisasi komputer dan komponen komputer. Kami membutuhkan semikonduktor untuk pembuatan komponen elektronik seperti dioda, transistor, dan banyak lagi sel fotovoltaik.

Bahan semikonduktor meliputi unsur silikon dan germanium, dan senyawa gallium arsenide, timbal sulfida, atau indium fosfida. Ada banyak semikonduktor lainnya. Bahkan plastik tertentu dapat berupa semikonduktor, memungkinkan dioda pemancar cahaya plastik (LED) yang fleksibel dan dapat dicetak ke bentuk apa pun yang diinginkan.

Menurut Dr. Ken Mellendorf di Newton's Ask a Scientist:

'Doping' adalah prosedur yang membuat semikonduktor seperti silikon dan germanium siap digunakan dalam dioda dan transistor. Semikonduktor dalam bentuk undoped mereka sebenarnya adalah isolator listrik yang tidak terisolasi dengan baik. Mereka membentuk pola kristal di mana setiap elektron memiliki tempat yang pasti. Sebagian besar bahan semikonduktor memiliki empat elektron valensi, empat elektron di kulit terluar. Dengan menempatkan satu atau dua persen atom dengan lima elektron valensi seperti arsenik dengan semikonduktor elektron valensi empat seperti silikon, sesuatu yang menarik terjadi. Tidak ada atom arsenik yang cukup untuk mempengaruhi struktur kristal secara keseluruhan. Empat dari lima elektron digunakan dalam pola yang sama dengan silikon. Atom kelima tidak cocok dengan struktur. Masih lebih suka menggantung di dekat atom arsenik, tetapi tidak dipegang erat. Sangat mudah untuk melepaskannya dan mengirimkannya melalui bahan. Semikonduktor yang didoping jauh lebih seperti konduktor daripada semikonduktor yang tidak didoping. Anda juga dapat menggunakan semikonduktor dengan atom tiga elektron seperti aluminium. Aluminium cocok dengan struktur kristal, tetapi sekarang struktur tersebut kehilangan satu elektron. Ini disebut lubang. Membuat elektron tetangga bergerak ke dalam lubang itu seperti membuat lubang itu bergerak. Menempatkan semikonduktor yang didoping-elektron (tipe-n) dengan semikonduktor berlubang (tipe-p) menciptakan dioda. Kombinasi lain membuat perangkat seperti transistor.

Istilah "semikonduktor" digunakan untuk pertama kalinya oleh Alessandro Volta pada 1782.

Michael Faraday adalah orang pertama yang mengamati efek semikonduktor pada tahun 1833. Faraday mengamati bahwa resistansi listrik perak sulfida menurun dengan suhu. Pada tahun 1874, Karl Braun menemukan dan mendokumentasikan efek dioda semikonduktor pertama. Braun mengamati bahwa arus mengalir bebas hanya dalam satu arah pada kontak antara titik logam dan kristal galena.

Pada tahun 1901, perangkat semikonduktor pertama, yang disebut "kumis kucing," dipatenkan. Perangkat itu ditemukan oleh Jagadis Chandra Bose. Kumis Cat adalah penyearah semikonduktor titik-kontak yang digunakan untuk mendeteksi gelombang radio.

Transistor adalah perangkat yang terdiri dari bahan semikonduktor. John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley semuanya ikut menciptakan transistor pada tahun 1947 di Bell Labs.

• Laboratorium Nasional Argonne. "NEWTON - Tanya Seorang Ilmuwan." Arsip Internet, 27 Februari 2015.