تشير أشباه الموصلات إلى مادة يمكن التحكم في موصليتها، بدءاً من العازل إلى الموصل

تشير أشباه الموصلات إلى مادة يمكن التحكم في موصليتها من عازل إلى موصل. وبغض النظر عن منظور العلم والتكنولوجيا أو التنمية الاقتصادية، فإن أهمية أشباه الموصلات كبيرة جدًا. ترتبط معظم المنتجات الإلكترونية اليوم، مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة أو المسجلات الرقمية، ارتباطًا وثيقًا بأشباه الموصلات. تشمل مواد أشباه الموصلات الشائعة السيليكون والجرمانيوم وزرنيخيد الغاليوم وما إلى ذلك، ويعتبر السيليكون أحد أكثر مواد أشباه الموصلات تأثيرًا في التطبيقات التجارية.
يتم تحديد موصلية المادة من خلال عدد الإلكترونات الموجودة في نطاق التوصيل. عندما تحصل الإلكترونات على الطاقة من نطاق التكافؤ وتنتقل إلى النطاق الموصل، يمكن للإلكترونات أن تتحرك بحرية بين النطاقات وتوصيل الكهرباء. فجوة الطاقة بين النطاق الموصل ونطاق التكافؤ للمواد المعدنية الشائعة صغيرة جدًا. في درجة حرارة الغرفة، من السهل أن تحصل الإلكترونات على الطاقة وتنتقل إلى النطاق الموصل لتوصيل الكهرباء. ومع ذلك، يصعب على المواد العازلة القفز إلى النطاق الموصل بسبب فجوة الطاقة الكبيرة (عادة أكبر من 9 إلكترون فولت)، لذلك لا يمكنها توصيل الكهرباء.
تبلغ فجوة الطاقة في مادة شبه موصلة عامة حوالي 1 إلى 3 إلكترون فولت، وهي موجودة بين الموصل والعازل. ولذلك، يمكن للمادة أن توصل الكهرباء طالما أنها مثارة بالطاقة في ظل الظروف المناسبة أو يتم تغيير المسافة بين فجوة الطاقة الخاصة بها.
تنقل أشباه الموصلات التيار من خلال توصيل الإلكترون أو توصيل الثقب. تشبه طريقة توصيل الإلكترون تدفق التيار في الأسلاك النحاسية، أي تحت تأثير المجال الكهربائي، تقوم الذرات شديدة التأين بنقل الإلكترونات الزائدة إلى الاتجاه بدرجة منخفضة من التأين السلبي. يشير توصيل الثقب إلى التيار (يشار إليه عمومًا بالتيار الإيجابي) الذي يتكون من "الثقوب" التي تتشكل بسبب عدم وجود إلكترونات خارج النواة الذرية في المواد المؤينة بشكل إيجابي. تحت تأثير المجال الكهربائي، تمتلئ الفجوات بعدد صغير من الإلكترونات وتتسبب في تحرك الفجوات.