Erdieroale

Erdieroalea eroankortasun elektrikoa tenperaturaren arabera aldatzen duen substantzia kristalinoa da. Giro-tenperaturan ez dira ez eroale ez isolatzaileak. Tenperatura zero absoluturantz hurbilduz gero isolatzaileak dira. Tenperatura altuetan berriz, eroale onak izatera hel daitezke.

Material erdieroaleek eroaletasun balio ertainak izan ohi dituzte, 10^-6-10⁴ (Ω.m)^-1 tartekoak. Badaude, berez, erdieroale diren elementuak, hala nola, taula periodikoko 4 taldea osatzen dutenak (Ti, Zr eta Hf), Si eta Ge-arekin batera. Dena den, bi elementu desberdinez osatutako erdieroaleak ere ezagutzen dira, taula periodikoko 12 eta 16 edota 13 eta 15 taldeetako elementuen konbinazioz osatutakoak, adibidez, CdS, CdSe, GaN, AlAs, InP…

Erdieroaleen artean, bi mota bereiz daitezke, erdieroale intrintsekoak eta estrintsekoak. Lehenengoen kasuan, propietate elektrikoak material puruaren egitura elektronikoaren ondoriozkoak dira. Erdieroale estrintsekoetan, aldiz, eroankortasuna ezpurutasunen difusio bidez kontrola daiteke. Azken hauek aplikazio esparru handiagoa daukate haien propietate elektrikoak tenperaturarekiko egonkorrak baitira.

Material hauen eroaletasun ertaina ulertzeko, egitura atomikora jo beharra dago. Erdieroaleen propietateak banden teoriaren bidez azal daiteke, bi energia banda bereiziz, balentzia banda eta eroapen banda, zeinak “gap” izeneko energia tarte batez banatuta dauden. 0 K-ean, balentzia banda (energia txikienekoa) elektroiz josita dago eta eroapen banda, aldiz, hutsik. Baina erdieroaleetan “gap” energi etena nabarmen handia ez denez, normalean 2 eV baino txikiagoa, tenperatura igotzean elektroiek behar beste energia termikoa beregana dezakete eroapen bandara igarotzeko. Kitzikaturiko elektroien lekualdatzearen ondorioz, hutsuneak sortzen dira balentzia bandan, eta horrek beste elektroien mugimendua eragingo du hutsune hori bete nahian.

Eroaletasun elektrikoa hurrengo ekuazioaz baliatuz kalkulatzen da, non “n” eroapen bandako elektroi kontzentrazioari dagokio, eta “p”, aldiz, balentzia bandako hutsune kontzentrazioari. “µ”-ren bitartez bai hutsune zein elektroien mugikortasuna adierazten da.

${\displaystyle \sigma =nq\mu _{n}+pq\mu _{p}}$