Halfgeleider versus metaal
Metalen
Metalen zijn al heel lang bekend bij de mensheid. Er zijn bewijzen over het gebruik van metaal in 6000 voor Christus. Goud en koper waren de eerste metalen die werden ontdekt. Hieruit werden gereedschappen, sieraden, beelden etc. gemaakt. Sindsdien zijn er gedurende langere tijd maar weinig andere metalen (17) ontdekt. Inmiddels zijn we bekend met 86 verschillende soorten metalen. Metalen zijn erg belangrijk vanwege hun unieke eigenschappen. Metalen zijn meestal hard en sterk (er zijn uitzonderingen zoals natrium. Natrium kan met een mes worden gesneden). Kwik is een metaal dat zich in vloeibare toestand bevindt. Behalve kwik worden alle andere metalen in vaste toestand aangetroffen, en het is moeilijk ze te breken of van vorm te veranderen in vergelijking met andere niet-metalen elementen. Metalen hebben een glanzend uiterlijk. De meeste hebben een zilverachtige glans (behalve goud en koper). Omdat sommige metalen zeer reactief zijn met atmosferische gassen zoals zuurstof, krijgen ze na verloop van tijd de neiging om doffe kleuren te krijgen. Dit komt voornamelijk door de vorming van metaaloxidelagen. Aan de andere kant zijn metalen zoals goud en platina erg stabiel en niet-reactief. Metalen zijn smeedbaar en ductiel, waardoor ze kunnen worden gebruikt voor het maken van bepaalde gereedschappen. Metalen zijn atomen die kationen kunnen vormen door elektronen te verwijderen. Ze zijn dus electro-positief. Het type binding tussen metaalatomen wordt metallische binding genoemd. Metalen geven elektronen af in hun buitenste schil en deze elektronen zijn verspreid tussen metaalkationen. Daarom staan ze bekend als een zee van gedelokaliseerde elektronen. De elektrostatische interacties tussen de elektronen en kationen worden metallische binding genoemd. De elektronen kunnen bewegen; daarom hebben metalen het vermogen om elektriciteit te geleiden. Ook,het zijn goede thermische geleiders. Door de metallische binding hebben metalen een geordende structuur. Hoge smeltpunten en kookpunten van metalen zijn ook te wijten aan deze sterke metaalbinding. Bovendien hebben metalen een hogere dichtheid dan water. Elementen in groep IA, IIA zijn lichte metalen. Ze hebben enkele variaties op de hierboven beschreven algemene kenmerken van metaal.
Halfgeleider
Geleiders zijn materialen met een hoge elektrische geleidbaarheid. Isolatoren zijn materialen die geen elektriciteit geleiden. Halfgeleiders zijn de materialen tussen geleiders en isolatoren. Zijn elektrische geleidbaarheid zit dus tussen die van geleiders en isolatoren in. Een halfgeleider kan een element of een verbinding zijn. Silicium is een meest gebruikt element als halfgeleidermateriaal. Germanium is hier ook een ander voorbeeld van. De geleidbaarheid van dit pure element wordt veranderd door verschillende hoeveelheden onzuiverheden toe te voegen. Deze staan bekend als doteermiddelen en toevoeging hiervan staat bekend als doping. De meest gebruikte doteermiddelen voor silicium zijn boor of fosfor. Gedoteerde halfgeleiders worden ook wel extrinsiek genoemd. Behalve elementen kunnen organische verbindingen ook als halfgeleiders dienen. Het mechanisme van elektriciteitsgeleiding in halfgeleiders is anders. Sommige halfgeleiders dragen elektriciteit via elektronen (type N), terwijl andere elektriciteit via positief geladen gaten (type p) vervoeren. Halfgeleiders worden veel gebruikt in elektrische apparatuur zoals computers, radio's, telefoons, enz. Maar ook in zonnecellen, transistors, diodes, enz.
Wat is het verschil tussen halfgeleider en metaal?
• Metalen zijn geleiders en daarom dragen ze een grote hoeveelheid elektriciteit. Halfgeleiders hebben minder elektrische geleidbaarheid dan metalen.
• In metalen voeren elektronen de stroom uit. Maar in halfgeleiders wordt stroom uitgevoerd door de stroom van elektronen van positief geladen gaten.
