半導体の基本と応用
半導体は、無機または有機の物質であり、その導電性は化学構造、温度、照明、およびドーパントの存在によって制御されます。この名前は、これらの材料の電気伝導度が銅や金などの金属とガラスなどの絶縁体の中間にあることに由来しています。半導体の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に存在する電子状態が禁止されてい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。
半導体の応用
半導体は、導体と絶縁体の間の電気伝導性を持つ材料であり、多岐にわたる電子アプリケーションに役立ちます。半導体の主な応用分野は以下の通りです。
電子デバイス
半導体は、トランジスタ、ダイオード、統合回路など、多くの電子デバイスの製造に使用されます。これらのデバイスは、スマートフォンやコンピューターから自動車や飛行機に至るまで、あらゆるものに使用されています。
太陽電池
シリコンなどの半導体は、太陽電池の製造に一般的に使用されます。光が半導体材料に当たると、電子の流れが生じ、これを利用して電力を生成することができます。
照明
発光ダイオード（LED）は、電流が適用されると光を発生することができる半導体デバイスの一種です。LEDは、街灯からテレビまで、幅広い照明用途で使用されています。
パワーエレクトロニクス
半導体は、インバーターシステム、電力変換器、電圧調整器など、パワーエレクトロニクス用途に使用されます。これらのデバイスは、電気自動車、再生可能エネルギーシステム、工業用機械など、さまざまな用途で電力を制御および変換するために使用されます。
センサー
半導体は、温度、圧力、光など、物理的特性を検出して測定するセンサーの作成にも使用されます。これらのセンサーは、自動車や航空宇宙システムから医療機器や環境モニタリングに至るまで、幅広い用途で使用されています。
