Wat is een Dopant?
Een doteerstof is een stof die aan een kristalrooster wordt toegevoegd met de bedoeling de geleidende eigenschappen ervan te wijzigen. De term wordt het meest gebruikt in de chipindustrie, waar doteerstoffen worden toegevoegd aan de silicium- en germaniumwafels die worden gebruikt bij de productie van computerchips. Andere kristalroosters, waaronder die welke worden gebruikt bij de vervaardiging van sommige optische apparatuur, zijn echter ook gedoteerd. Veel doteerstoffen zijn uiterst giftig, wat leidt tot wijdverspreide vervuiling in fabrieken die hun chemicaliën niet beheersen. Silicon Valley is bijvoorbeeld sterk vervuild met de overblijfselen van de productie van chips.
Een doteerstof werkt door het aantal vrije elektronen in een kristalrooster te wijzigen, waardoor het geleidend wordt. In het voorbeeld van silicium vormt het element typisch een uniform kristalrooster waarin elk atoom aan vier buren bindt. Wanneer een doteerstof met vijf bindingselektronen wordt geïntroduceerd, is het resultaat vrije elektronen, waardoor een negatieve lading ontstaat. Een doteerstof met drie bindingselektronen kan worden ingebracht om gaten in het rooster te maken, waardoor een positieve lading ontstaat.
Boor, fosfor, antimoon en arseen zijn enkele veel voorkomende voorbeelden van doteerstoffen. Gewoonlijk wordt een siliciumwafel in de doteerstof gecoat en vervolgens verwarmd om chemische binding tussen de doteerstof en het silicium te bevorderen. Nadat de wafer is afgekoeld, zullen de atomen opnieuw zijn gerangschikt om een meer elektrisch geleidende wafer op te leveren die kan worden opgebroken voor gebruik in onder andere transistoren en diodes.
Een doteerstof vertegenwoordigt in principe een onzuiverheid in een kristalmatrix. Er zijn talloze toepassingen voor doteermiddelen; kunstmatige edelstenen kunnen bijvoorbeeld een doteerstof bevatten zodat ze kunnen worden geïdentificeerd als in laboratorium gekweekt in plaats van natuurlijk. Het doteringsproces kan ook worden gebruikt om de brekingsindex van een stof te wijzigen, wat handig is in sommige optiekgebieden. Vaste-toestandlasers omvatten bijvoorbeeld een kristal "gastheer" die is gedoteerd.
De term "doping" wordt ook gebruikt om te verwijzen naar een type lak dat wordt toegepast op met stof beklede vliegtuigen. De dope spant de huid, biedt bescherming en zorgt ervoor dat de huid stijf blijft tijdens de vlucht. Dope van vliegtuigen is licht ontvlambaar en uiterst giftig, wat een groot probleem was tijdens de Tweede Wereldoorlog, toen vliegtuigen met stofcoating in de strijd werden gebruikt. Dope van vliegtuigen is meestal geverfd zodat deze direct zichtbaar is tijdens het aanbrengen, zodat het vliegtuig gelijkmatig wordt bedekt.