Балансуючий акт: від ізоляції до провідності Напівпровідники мають електричні властивості, які знаходяться між ізоляторами та провідниками. Неметали, такі як сірка, повністю блокують потік електронів, тоді як метали, такі як мідь, забезпечують ефективну провідність, а металоїди, такі як кремній та германій, забезпечують часткову провідність. Підвищені температури збільшують провідність напівпровідників за рахунок збудження електронів, на відміну від металів, які краще поводяться при більш низьких температурах.
Хімія допінгу: Розробка N-типу та p-типу Введення домішок атомів призводить до тонкої настройки алмазоподібної решітки кремнію. Заміна атома кремнію фосфором, який має п'ять валентних електронів, залишає додатковий електрон вільним для провідності, утворюючи напівпровідник n-типу, тоді як заміна алюмінієм, який має три валентні електрони, створює вакансію або отвір, що призводить до отримання напівпровідника p-типу. Ці цілеспрямовані модифікації значно підвищують електропровідність при мінімальних змінах загальної структури.
Динаміка p-N переходу, що забезпечує функціональність діода При з'єднанні матеріалів p-типу та N-типу електрони дифундують, заповнюючи отвори, створюючи дисбаланс зарядів у сполуці. Ця міграція призводить до накопичення негативного заряду з одного боку та позитивного заряду через відсутність електронів з іншого, створюючи електричне поле. Баланс цих сил створює бар'єр, який дозволяє струму текти тільки в одному напрямку, що є основою роботи діода.