Een anderszins zuiver halfgeleidermateriaal dat een kleine hoeveelheid van een chemisch element (onzuiverheid) bevat dat is geïnjecteerd om de elektrische eigenschappen van het materiaal te veranderen. Meer elektronen worden geïntroduceerd door een dopant. Elektronenvacatures worden geproduceerd door ap-dopant (gaten).
Ingenieurs gebruiken chemische stoffen, zogenaamde doteringsmiddelen, om stroomkanalen te creëren in halfgeleiders en andere technologieën. Doteren is een proces waarbij een doteringsmiddel wordt gebruikt. Chroom en andere vergelijkbare verbindingen worden vaak als doteringsmiddel toegepast. Om een geladen omgeving te creëren, worden ze toegevoegd aan halfgeleiders of andere apparatuur.
De productie van solid-state elektronica is een toepassing voor dopanten en dopingtechnieken. Om stroom op bepaalde manieren te geleiden, vertrouwt solid-state hardware op twee soorten doping, bekend als n-type en p-type doping, in plaats van bewegende delen.
Bij negatieve, of n-type, dotering worden vaak fosfor, arseen of andere stoffen toegevoegd om vrije elektronen te produceren . Bij positieve, of p-type, dotering worden vaak boor of gallium gebruikt om gaten in een moleculair rooster te vormen en een positieve lading te genereren.
Sommige typen lasertechnologieën worden ook gecreëerd via doping. Een lichtgevende diode (LED), een technologie die nieuwe typen lampen mogelijk maakt die brandgevaar minimaliseren door elektrisch en zonder warmte licht te creëren, is een ander consumentenproduct dat profiteert van doping. De fundamentele wetenschap van al deze processen vertrouwt op moleculaire ladingen om stroom te geleiden voor functionele uitkomsten.
Wat is N-type doping?
Vrije elektronen ontstaan wanneer atomen met meer valentie-elektronen dan silicium aan een siliciumrooster worden toegevoegd. Omdat silicium slechts vier valentie-elektronen heeft , zijn elementen met vijf valentie-elektronen, zoals fosfor, antimoon en arseen, de meest voorkomende n-type doteringsmiddelen.
Vier valentie-elektronen worden gebruikt om verbindingen te vormen met de nabijgelegen siliciumatomen wanneer deze atomen in het siliciumrooster worden opgenomen, waardoor één valentie-elektron vrij blijft om naar de geleidingsband te reizen.
N-type doping zorgt er dus voor dat het aantal vrije ladingdragers in de halfgeleider aanzienlijk toeneemt, waardoor de elektrische geleidbaarheid ervan wordt verbeterd.
Lees ook: Wat is de afvoerfactor?
Wat is P-type doping?
Elektronentekorten ontstaan wanneer een atoom wordt toegevoegd aan een siliciumrooster dat één valentie-elektron minder heeft dan silicium . Deze defecten worden vaak 'gaten' genoemd.
Omdat de extra elektronen in n-type halfgeleiders door de p-type halfgeleiders kunnen worden geabsorbeerd, vormen deze gaten een aanvulling op n-type halfgeleiders en ontvangen ze gemakkelijk vrije elektronen.
De pn-overgang, een cruciaal element in de werking van een diode, is onlosmakelijk verbonden met deze eigenschap. Borium, aluminium en gallium zijn voorbeelden van P-type dopanten, die drie valentie-elektronen hebben.
