Vad är en Dopant?

Ett dopmedel är ett ämne som läggs till ett kristallgitter med avsikt att ändra dess ledande egenskaper. Uttrycket används mest i chiptillverkningsindustrin, där dopmedel läggs till kisel- och germaniumskivorna som används vid tillverkning av datorchips. Andra kristallgaller inklusive de som används vid tillverkning av viss optisk utrustning dopas emellertid också. Många dopmedel är extremt giftiga, vilket leder till utbredd förorening i fabriker som inte kontrollerar sina kemikalier. Silicon Valley är till exempel kraftigt förorenat med resterna av spåntillverkning.

Ett dopmedel fungerar genom att förändra antalet fria elektroner i ett kristallgitter och därmed göra det mer ledande. I exemplet med kisel bildar elementet vanligtvis ett enhetligt kristallgitter där varje atom binder till fyra grannar. När ett dopmedel med fem bindningselektroner införs är resultatet fria elektroner, vilket skapar en negativ laddning. Ett dopmedel med tre bindningselektroner kan införas för att skapa hål i gitteret, vilket skapar en positiv laddning.

Bor, fosfor, antimon och arsenik är några vanliga exempel på dopmedel. Typiskt beläggs en kiselskiva i dopningsmedlet och upphettas sedan för att uppmuntra kemisk bindning mellan dopningsmedlet och kislet. Efter att skivan har kylts kommer atomerna att ha omarrangerats för att ge en mer elektriskt ledande skiva som kan brytas upp för användning i bland annat transistorer och dioder.

Ett dopmedel representerar i princip en förorening i en kristallmatris. Det finns många användningsområden för dopmedel; konstgjorda ädelstenar, till exempel, kan inkludera ett dopmedel så att de kan identifieras som laboratorieodlade snarare än naturliga. Dopningsprocessen kan också användas för att ändra brytningsindex för ett ämne, vilket är användbart inom vissa områden av optik. Tillstånd i fast tillstånd inkluderar till exempel en kristall "värd" som har dopats.

Termen "doping" används också för att hänvisa till en typ av lack som används på tygbelagda flygplan. Dopet stramar åt huden, ger skydd och säkerställer att huden förblir stiv under flygning. Flygplanet är mycket brandfarligt och extremt giftigt, vilket var en viktig fråga under andra världskriget, då tygbelagda flygplan användes i strid. Flygplanets färg är vanligtvis färgat så att det blir lätt synligt när det appliceras, vilket säkerställer att det täcker flygplanet jämnt.