ダイオード
個別半導体
個別半導体は、電子の移動が制御されることによって、電気的特性を持つ物質です。半導体は、導体(金属など)と絶縁体(ガラス、ゴムなど)の中間的な性質を持ち、温度や電圧によってその導電性が変化します。一般的に、半導体はシリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)などの元素半導体と、化合物半導体(例:ガリウム砒素、GaAs)に分類されます。
半導体の電気的特性は、エネルギーバンド構造によって理解されます。エネルギーバンドは、伝導帯と価電子帯に分けられ、両者の間にはエネルギーギャップ(バンドギャップ)が存在します。半導体では、バンドギャップが小さく、外部エネルギーを加えることで価電子が伝導帯へ移動し、電流が流れるようになります。
半導体デバイスは、主にダイオード、トランジスタ、集積回路(IC)などに分類されます。ダイオードは、整流器として使われ、一方向の電流のみを通過させます。トランジスタは、電流や電圧の増幅、スイッチング機能を持ち、電子機器の基本要素として広く使用されています。集積回路(IC)は、複数のトランジスタや抵抗、コンデンサが1つのチップに集約され、デジタル・アナログ回路を構成します。
近年の半導体技術の進歩は、微細化、高速化、省エネルギー化が主な特徴です。さらに、炭化ケイ素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などの新素材の開発や応用が期待されており、次世代の半導体技術の発展が続くと予想されます。このように、半導体は現代の電子機器や情報通信技術の基盤となっており、今後も引き続き研究と開発が進められる分野です。