Taşıyıcı konsantrasyonu, bir yarı iletkenden geçebilecek elektronların sayısıdır. Bir yarı iletken, bir enerji kaynağı uygulandığında elektrik iletecek elektronik bir cihazdır. Kristaller veya şekilsiz veya kristal olmayan malzemeler yarı iletken malzeme oluşturmak için üretilir. Elektrik akımını taşımak için fazladan elektron sağlamak üzere dopantlar olarak adlandırılan eser miktarda metal molekülü eklenebilir.
Bir molekül, sürekli hareket halinde olan elektronların halkaları veya kabukları ile çevrili merkezi bir çekirdekten oluşur. Donörler adı verilen bazı malzemeler, elektrik akımları veya güneş ışığı ile yerinden edilebilecek çekirdekten nispeten uzakta bir elektrona sahiptir. Alıcı olarak adlandırılan farklı moleküller, dış kabukta bir elektrondan yoksundur ve mevcut olan serbest elektronları alabilir. Bir yarı iletken, kristalimsi veya amorf bir malzemeye yerleştirilmiş donör ve alıcı molekülleri kullanır. Alıcı malzemelerdeki elektronların boşluklarına genellikle delikler denir.
Hem kristal hem de amorf olan silikon, yarı iletkenler için yaygın olarak kullanılır. Bazı elektronları farklı sıcaklıklarda saf bir madde olarak iletebilir. Bu intrinsik taşıyıcı konsantrasyon olarak bilinir. Saf silikon yarı iletken olarak nadiren kullanılır çünkü içsel konsantrasyon oldukça düşüktür. Germanyum veya silisyum karbür gibi diğer malzemeler, daha yüksek iç taşıyıcı konsantrasyonuna sahiptir ve saf yarı iletkenler olarak kullanılabilir.
Küçük miktarlarda katkı maddeleri, yarı iletkenlerin özelliklerini değiştirebilir ve daha az dirençle elektron akışına izin verebilir. Katkılı yarı iletkenler için elektron kapasitesinin ölçümü, harici taşıyıcı konsantrasyonu olarak bilinir. Bu değer, yarı iletkenlerin elektronik özelliklerini elektronik bir devrede hesaplamak için kullanılır. Katkı maddelerinin kontrolünden taşıyıcı konsantrasyonundaki değişiklikler, yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerini etkileyecektir.
Bir yarı iletken, üç bölüm içerir. İletim bandı, fazla elektron içeren iz molekülleri ile katkılı bir malzemedir. Boşluk materyali, normalde dopingsiz saf bir materyal, ortada bulunur. Son katman, malzemenin elektron içermeyen iz molekülleri ile katlandığı değerlik katmanıdır.
Elektronik cihazlardan başka yarı iletkenlerin birçok yaygın kullanımı vardır. Güneş panelleri, elektrik devrelerine bağlı amorf silikon hücrelerden oluşur. Güneş ışığının enerjisi, silikon yarı iletkenlerden geçen ve bir elektrik akımı yaratan iletken banttaki elektronları serbest bırakır. Güneş panellerinden oluşturulan elektrik, daha sonra kullanmak üzere tipik olarak batarya bankalarını şarj etmek için kullanılır.
Işık yayan diyotlar veya LED'ler, evleri, işletmeleri ve araçları aydınlatmak için kullanılan yaygın cihazlardır. Bir elektrik akımı, elektronların içinden geçtiğinde görünür ışık veren dopantlar içeren bir yarı iletken etkinleştirir. LED'ler çok az miktarda aşırı ısı oluşturur, enerji tasarrufludur ve uzun ömürlüdür.
