ما هي اشباه الموصلات

ما هي اشباه الموصلات ؟ وما خصائصها ؟ وما الأمثلة عليها كل ذلك سنتعرف عليه في هذه المقالة، حيث اشباه المُوصلات هي أحد أنواع المواد الصلبة الأساسية، فالمواد الصلبة من حيث توصيلها للكهرباء تقسم إلى المواد المُوصلة، والمواد العازلة، وأشباه المُوصلات.

ما هي اشباه الموصلات

أشباه المُوصلات عبارة عن مادة وعادةً ما تكون عنصرًا أو مركبًا كيميائيًا صلبًا يمكنها توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة دون غيرها مما يجعلها وسيلة ممتازة للتحكم في تدفق التيار الكهربائي، وأشباه المُوصلات قد تكون نوع من المواد الصلبة البلورية التي تقع في المنتصف بين خصائص المواد الموصلة والعازلة من حيث التوصيل الكهربائي، وتعتبر المواد العازلة وأشباه المُوصلات والمُوصلات هي الأنواع الأساسية الثلاثة للمواد الصلبة. [1]

اقرأ أيضًا: اي المواد التاليه من اشباه الفلزات ؟

خصائص أشباه المُوصلات

وفيما يأتي بعض خصائص أشباه المُوصلات:[2]

• تعمل أشباه المُوصلات مثل عازل في عند درجة حرارة صفر كلفن، وتعمل كموصل عند زيادة درجة الحرارة.
• نظرًا لخصائصها الكهربائية الاستثنائية يمكن تعديل أشباه المُوصلات عن طريق تعاطي المنشطات لجعل أجهزة أشباه المُوصلات مناسبة لتحويل الطاقة والمفاتيح ومضخمات الصوت.
• خسائر طاقة أقل.
• أشباه المُوصلات أصغر حجمًا ووزنها أقل.
• مقاومتها أعلى من المُوصلات ولكنها أقل من العوازل.
• تقل مقاومة المواد شبه الموصلة مع زيادة درجة الحرارة والعكس صحيح.

اقرأ أيضًا: شبه الفلز له خواص بين المواد الموصلة والعازلة لذا يكون

 خصائص أشباه المُوصلات الصلبة 

تتمتع أشباه المُوصلات بالقدرة على توصيل الكهرباء في ظل الظروف المثلى، وهذا ما يميزها على أنها مادة ممتازة لتوصيل الكهرباء بطريقة مضبوطة، وذلك على عكس الموصلات، حيث يتم إنشاء ناقلات الشحنة في أشباه المُوصلات فقط بواسطة الطاقة الخارجية (التحريض الحراري)، ويسمح لعدد معين من إلكترونات التكافؤ بالقفز إلى نطاق التوصيل وعبور فجوة الطاقة تاركًا عددًا متساويًا من حالات الطاقة غير المشغولة،  تعتبر المادة الصلبة من أشباه المُوصلات إذا كانت تتمتع بالخصائص الآتية:[1]

• المقاومة: 10 ^ -5 إلى 10 ^ 6 ميكرومتر.
• الموصلية: 10 ^ 5 إلى 10 ^ – 6 أوم / م.
• معامل مقاومة درجة الحرارة: سلبي.
• تنخفض مقاومة أشباه الموصلات مع ارتفاع درجة الحرارة: لذلك تقل مقاومة أشباه المُوصلات مع ارتفاع درجة الحرارة، وذلك لأن عدد حاملات الشحنة يزداد بسرعة مما يؤدي إلى تحول جزئي في المقاومة.

أنواع أشباه المُوصلات 

يمكن تصنيف أشباه المُوصلات على النحو الآتي: [2]

• أشباه المُوصلات الجوهرية: حيث يتم تصنيع نوع جوهري من مادة أشباه المُوصلات ليكون نقيًا كيميائيًا، ويتكون من نوع واحد فقط من العناصر، والجرمانيوم (Ge) والسيليكون (Si) هما النوع الأكثر شيوعًا لعناصر أشباه المُوصلات الجوهرية، ولديها أربعة إلكترونات تكافؤ (رباعي التكافؤ)، وترتبط بالذرة بواسطة رابطة تساهمية عند درجة حرارة الصفر المطلق.
• أشباه المُوصلات الخارجية: يمكن تحسين موصلية أشباه المُوصلات بشكل كبير عن طريق إدخال عدد صغير من ذرات الاستبدال المناسبة تسمى الشوائب وبالانجليزية IMPURITIES، وتسمى عملية إضافة ذرات الشوائب إلى أشباهِ  المُوصلات النقية DOPING، وغالبا ما يتم استبدال ذرة واحدة فقط في 10^7 بذرة شائبة في أشباه المُوصلات المخدرة.

أمثلة على أشباه المُوصلات

تتعدد الأمثلة على أشباه المُوصلات فمنها العناصر، ومنها المواد العضوية، وفيما يأتي عرض لمجموعة من الأمثلة على أشباه المُوصلات: [3]

• الكادميوم
• البورون
• الألومنيوم
• الغاليوم
• الجرمانيوم
• السيليكون
• الفوسفور
• الزرنيخ
• الأنتيمون
• الكبريت
• السيلينيوم
• التيلوريوم
• أنثراسين
• النفثالين
• فثالوسيانين
• الهيدروكربونات متعددة النو
• البوليمرات.

وفي ختام هذه المقالة نلخص لأهم ما جاء فيها حيث تم التعرف على ما هي اشباه المُوصلات ، وخصائص أشباه المُوصلات، وخصائص أشباه المُوصلات الصلبة، وأنواع أشباه المُوصلات، وأمثلة متعددة على أشباه المُوصلات.