สารกึ่งตัวนำ

สารบางชนิดนำไฟฟ้าได้ดี เช่น ทองแดง เหล็ก สังกะสี สารบางชนิดไม่นำไฟฟ้า แต่เป็นฉนวนไฟฟ้า เช่น แก้ว ยาง พลาสติก สารที่มีคุณสมบัติไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำไฟฟ้า และฉนวนไฟฟ้า เรียกว่า สารกึ่งตัวนำ

เนื่องจากเราสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำได้ เราจึงนำเอาสารกึ่งตัวนำมาประดิษฐ์ สร้างเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีชื่อเรียกว่า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ได้มากมาย เช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และวงจรไอซี

ในเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวัน เช่น ในวิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ ล้วนแล้วแต่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนประกอบสำคัญทั้งสิ้น

สารกึ่งตัวนำที่ใช้ประโยชน์มากที่สุด ได้แก่ ซิลิคอน ซึ่งเป็นธาตุที่ถลุงได้จากทราย และเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลกชนิดหนึ่ง

สารกึ่งตัวนำที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำไฟฟ้า และฉนวนไฟฟ้า จึงเป็นสารที่เราสามารถควบคุมคุณสมบัตินำไฟฟ้าของมันได้ โดยการเติมสารเจือปนลงไป ในขณะที่เตรียมสารกึ่งตัวนำนั้น

 สารกึ่งตัวนำที่นำมาผลิตเป็นอุตสาหกรรมมากที่สุด ได้แก่ ซิลิคอน ซึ่งเป็นธาตุที่ถลุงได้จากทราย ซิลิคอนเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีมากที่สุดในโลก ทำให้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำมีราคาถูก มีขนาดจิ๋ว น้ำหนักเบา จึงทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าสมัยใหม่ที่ใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ มีขนาดกะทัดรัด และกินไฟฟ้าน้อย สารกึ่งตัวนำจึงเปรียบเสมือนวัสดุพื้นฐานของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ปัจจุบัน

สารกึ่งตัวนำยังนำมาทำเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อเปลี่ยนพลังงานจากดวงอาทิตย์ มาทำเป็นพลังงานไฟฟ้า จึงใช้เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า สำหรับดาวเทียมทุกดวง และใช้กับหมู่บ้านในชนบท ที่ไม่มีไฟฟ้าได้ด้วย 

สารกึ่งตัวนำบางชนิดเปล่งแสงได้ เมื่อป้อนกระแสไฟฟ้า จึงสามารถนำมาเป็นไดโอดเปล่งแสง เพื่อใช้แสดงเป็นตัวเลข ตัวอักษร หรือภาพได้ สารกึ่งตัวนำจึงมีใช้งานอยู่รอบตัวเราโดยไม่รู้ตัว เพราะเทคโนโลยีสมัยใหม่ต้องใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำทั้งสิ้น สารกึ่งตัวนำจึงเป็นสารที่มีประโยชน์ต่อเรามากที่สุดชนิดหนึ่ง