semi-conducteur

Se dit d'un corps non métallique qui conduit imparfaitement l'électricité, et dont la résistivité décroît lorsque la température augmente.

Un corps pur, apte à constituer un semi-conducteur, est appelé « semi-conducteur intrinsèque ». S'il ne reçoit pas d'énergie, il a une grande résistivité. Si la température (et donc l'agitation thermique) s'élève, certains électrons périphériques sont arrachés et la résistivité diminue. Celle-ci peut aussi être réduite sous l'effet de la lumière, d'un champ électrique, magnétique, ou par la présence d'atomes de nature différente (impuretés), disséminés dans le cristal. Les électrons périphériques des atomes étrangers peuvent être, suivant le type d'impureté, ou en plus grand en moins grand nombre que les électrons périphériques des atomes du corps pur. Dans le premier cas, les électrons en excès peuvent assurer le passage d'un courant électrique : le semi-conducteur est donneur ou de type N. Dans le second cas, l'absence d'électron (trou ou lacune) permet aussi le passage d'un courant d'électrons venant occuper les places vides : le semi-conducteur est accepteur ou de type P.

Le germanium et le silicium, quadrivalents, servent à réaliser un semi-conducteur de type N en introduisant dans leur réseau cristallin des impuretés d'un corps pentavalent (arsenic, antimoine) ou de type P avec des impuretés d'un corps trivalent (gallium, indium). En juxtaposant deux semi-conducteurs, l'un du type N et l'autre du type P (jonction), on permet aux électrons en excès dans le premier de circuler parmi les lacunes du second. Cette propriété est utilisée dans la diode et dans le transistor.

Aux éléments naturels du groupe IV (Ge et Si) s'ajoutent des composés semi-conducteurs des groupes III, V tels que GaAs et GaAlAs et des groupes II, VI comme ZnTe.