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半導体とは
半導体は、無機または有機の物質であり、化学構造、温度、照明、およびドーパントの存在に応じてその導電性を制御できます。半導体という名前は、これらの材料が銅や金などの金属と、ガラスのような絶縁体との間の電気伝導性を持つことに由来します。エネルギーギャップは4eV未満（約1eV）です。固体物理学では、このエネルギーギャップまたはバンドギャップは、価電子帯と伝導帯の間のエレクトロン状態が禁止されるエネルギー範囲です。導体とは異なり、半導体の電子はバンドギャップを越えて伝導帯に到達するためにエネルギー（例えば、電離放射線から）を得る必要があります。半導体の特性は、価電子帯と伝導帯の間のエネルギーギャップによって決定されます。
ゲルマニウム半導体
ゲルマニウム（Ge）は、半導体技術の初期段階で電子デバイスに広く使用されていた半導体材料で、シリコンの普及前は特に重要でした。ゲルマニウムのバンドギャップは0.67電子ボルト（eV）で、シリコン（1.1 eV）やガリウムアルセナイド（1.4 eV）よりも小さいです。ゲルマニウムの主な利点の一つは、シリコンよりも高い電子移動度であり、これにより高い電子速度と高速なスイッチング速度を実現し、ラジオ受信機やトランジスタなどの高周波電子デバイスに適しています。また、ゲルマニウムは優れた光学特性を持っており、赤外線検出器やその他の光電デバイスに使用するのに適しています。赤外線範囲の光に対する高い吸収係数を持っているため、赤外線放射に非常に敏感です。しかし、ゲルマニウムの主な欠点の一つは、高温での貧弱な熱安定性であり、これにより高温アプリケーションでの使用が制限されます。さらに、ゲルマニウムはシリコンよりも不純物に対して敏感で、これが電気特性に悪影響を及ぼすことがあります。全体として、ゲルマニウムはコストが高く、熱安定性が低いため、ほとんどの半導体アプリケーションでシリコンに置き換えられました。しかし、赤外線検出器や高周波電子デバイスなど、その独特の特性が有利である特殊なアプリケーションでは依然として使用されています。
半導体の種
