Halfgeleider versus metaal
Metalen
Metalen zijn al heel lang bekend bij de mensheid. Er zijn bewijzen voor het gebruik van metalen in 6000 voor Christus. Goud en koper waren de eerste metalen die ontdekt werden. Deze werden gebruikt om gereedschappen, sieraden, beelden enz. van te maken. Sindsdien zijn er gedurende een langere periode maar weinig andere metalen (17) ontdekt. Inmiddels kennen we 86 verschillende soorten metalen. Metalen zijn erg belangrijk vanwege hun unieke eigenschappen. Meestal zijn metalen hard en sterk (hierop zijn uitzonderingen zoals natrium. Natrium kan met een mes worden gesneden). Kwik is een metaal dat zich in vloeibare toestand bevindt. Naast kwik worden alle andere metalen in vaste toestand aangetroffen en het is moeilijk om ze te breken of hun 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, hebben ze de neiging om na verloop van tijd doffe kleuren te krijgen. Dit komt voornamelijk door de vorming van metaaloxidelagen. Aan de andere kant zijn metalen zoals goud en platina zeer stabiel en niet-reactief. Metalen zijn kneedbaar en kneedbaar, 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 elektropositief. Het type binding tussen metaalatomen wordt metaalbinding genoemd. Metalen geven elektronen af in hun buitenste schillen en deze elektronen worden verspreid tussen metaalkationen. Daarom staan ze bekend als een zee van gedelokaliseerde elektronen. De elektrostatische interacties tussen de elektronen en kationen worden metaalbinding genoemd. De elektronen kunnen bewegen; daarom hebben metalen het vermogen om elektriciteit te geleiden. Bovendien zijn het goede warmtegeleiders. Door de metalen 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 ligt dus tussen die van geleiders en isolatoren in. Een halfgeleider kan een element of een verbinding zijn. Silicium is het meest gebruikte element als halfgeleidermateriaal. Germanium is hier ook een ander voorbeeld van. De geleidbaarheid van dit zuivere 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 fungeren. Het mechanisme van het geleiden van elektriciteit in halfgeleiders is anders. Sommige halfgeleiders vervoeren elektriciteit via elektronen (N-type), terwijl sommige elektriciteit transporteren via positief geladen gaten (p-type). Halfgeleiders worden veel gebruikt in elektrische apparatuur zoals computers, radio's, telefoons, enz. Ze worden ook gebruikt in zonnecellen, transistors, diodes, enz.
Wat is het verschil tussen halfgeleider en metaal?
• Metalen zijn geleiders en daarom transporteren 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.
