半導体とは
半導体 （はんどうたい）とは、電気を良く通す 良導体 や電気を通さない 絶縁体 に対して、それらの中間的な性質を示す物質である。
電気をどの程度通すかという 電気伝導 性を周囲の 電場 や温度によって敏感に変化させる性質は、今日の電子機械にとって重要であり、 電子工学 で使用される IC のような 半導体素子 はこの半導体の性質を利用している。
「半導体」という言葉は、元となった英語 "semiconductor" の "semi-" ＝「半分」と "conductor" ＝「導体」からの訳である。
物性
バンド構造
電子機器で利用されている半導体の特徴は、 熱 や 光 、 磁場 、 電圧 、 電流 などの影響でその物性が顕著に変わることである。この特徴により、半導体の応用範囲は非常に多様なものとなっている。これらは適切な幅の禁制帯を持つ バンド構造 に由来し、 電子 が 伝導電子 になったり 価電子 になったりすることで、電気的・光学的・熱的などの面で性質が変化する。
より厳密には、半導体とは、 価電子帯 の部分の 状態密度 が完全に電子で詰まった 充満帯 となっており、一方、伝導帯は空（空帯）で、価電子帯と伝導帯の間に バンドギャップ が存在する状態、またはその状態を示す 物質 である。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことでよく区別されるが、厳密には 不純物 によって 電気伝導率 を制御できるかどうかによって区別されるべきであり、例えば、 ダイヤモンド は絶縁体として扱われることがあるが、ダイヤモンドは実験値で室温で約5.47 eV のバンドギャップを持つ半導体であり、ダイヤモンドや 窒化アルミニウム はワイドバンドギャップ半導体と総称される。通常、半導体として扱われる物質のバンドギャップは、 シリコン で約1.1 eV、 ゲルマニウム で約0.67 eV、 ヒ化ガリウム...
