Semicondutor refere-se a um material cuja condutividade pode ser controlada do isolador ao condutor. Não importa do ponto de vista da ciência e tecnologia ou do desenvolvimento económico, a importância dos semicondutores é muito grande. A maioria dos produtos eletrônicos atuais, como computadores, telefones celulares ou gravadores digitais, estão intimamente relacionados aos semicondutores. Os materiais semicondutores comuns incluem silício, germânio, arseneto de gálio, etc., e o silício é um dos materiais semicondutores mais influentes em aplicações comerciais.
A condutividade de um material é determinada pelo número de elétrons contidos na banda de condução. Quando os elétrons obtêm energia da banda de valência e saltam para a banda condutora, os elétrons podem se mover livremente entre as bandas e conduzir eletricidade. A lacuna de energia entre a banda condutora e a banda de valência de materiais metálicos comuns é muito pequena. À temperatura ambiente, os elétrons são fáceis de obter energia e saltam para a banda condutora para conduzir eletricidade. No entanto, os materiais isolantes são difíceis de saltar para a banda condutora devido ao grande intervalo de energia (geralmente superior a 9 elétron-volts), de modo que não podem conduzir eletricidade.
A lacuna de energia de um material semicondutor geral é de cerca de 1 a 3 elétron-volts, que fica entre um condutor e um isolante. Portanto, o material pode conduzir eletricidade desde que seja excitado por energia sob condições apropriadas ou o espaçamento do seu intervalo de energia seja alterado.
Os semicondutores transmitem corrente através da condução de elétrons ou condução de buracos. O modo de condução dos elétrons é semelhante ao fluxo de corrente no fio de cobre, ou seja, sob a ação do campo elétrico, átomos altamente ionizados transferem o excesso de elétrons para a direção com baixo grau de ionização negativa. A condução do buraco refere-se à corrente (geralmente referida como corrente positiva) formada pelos "buracos" formados pela ausência de elétrons fora do núcleo atômico em materiais ionizados positivamente. Sob a ação de um campo elétrico, as lacunas são preenchidas por um pequeno número de elétrons e fazem com que as lacunas se movam.
