Polovodiče

“Myslím, že problém byl v cihlách. Byly buď příliš měkké nebo příliš křehké! Cihly v té době nebyly moc dobré, to si asi umíš představit,“ prohlásil Max pod věží.

“Tady to ale není ten případ. Ani to není postavené z cihel! Postavili to z mramoru a udělali ji moc těžkou na tu zem okolo, aspoň podle průvodce ” řekla lily a ukázala mu displej, na kterém hologram italského profesora historie něco vysvětloval. „Cihly jsou v pohodě. Jsou vlastně stavebnicí pro naši civilizaci … doslova!“

„Opravdu? Cihly? To považuješ za základ pro naši civilizaci?” Max se smál. “A co tedy?” ptala se Lily. “Ocel? Dřevo? Nebo moderní materiály? Nějaká podivná slitina?”

“Tedy, jen se rozhlédni kolem! Co vidíš?” řekl Max. Lily se podívala kolem a viděla věž v Pise, katedrálu, náměstí Piazza del Duomo, všechny budovy … všechny postavené z cihel nebo z mramoru. Max ji pak požádal, ať si všimne lidí kolem nich. Všichni turisté měli různé kamery, mobilní telephony, tablety, phablety a další elektronická zařízení.

„A co má být? Elektronika jako základ?“ Elektronická zařízení jsou složena z obvodů a prvků: tranzistorů, integrovaných obvodů, diod, odporů. A ty všechny využívají materiály, jejichž vodivost je možné měnit: polovodiče.

Vodič, už podle jména, je materiál, který vodí proud, což znamená, že umožňuje, aby protékal elektrický proud. Naproti tomu izolant proud nevede. To se děje proto, že vodiče obsahují volné elektrony, které se mohou přemisťovat, zatímco ty v izolantech nemohou. Vodiče jsou třeba stříbro nebo měď (kovy), zatímco mezi izolanty patří sklo a papír.

Polovodič je někde mezi nimi: podle okolností může vést proud nebo také nemusí. Vodivost polovodiče lze snadno změnit ovlivněním množství volných elektronů zahřátím, osvětlením nebo elektrickým polem. Zahřátí polovodiče uvolní elektrony a umožní jim přeskakovat mezi atomy, odtud název ‘volné elektrony’.

Mezi nejznámější polovodiče patří křemík a germánium.

Polovodiče jsou základem pro prvky všech elektronických zařízení, analogových i digitálních. To jsou třeba diod, tranzistory, solární články, LEDky a displeje, integrované obvody, senzory. Představte si svět bez elektronických obvodů: tedy bez rádií, televizí, počítačů, videoher, mobilních telefonů nebo tabletů, lékařských přístrojů, palubních počítačů v autech nebo letadlech … to by byl svět bez polovodičů.

„Ok, tak polovodiče jsou stavebními kameny našeho světa? To znamená germánium nebo křemík? Slyšela jsi o Křemíkovém údolí nebo Křemíkovém Glenu? To jsou místa se super technologiemi.“

„Vlastně to není jen křemík nebo germánium. Polovodivých materiálů je daleko víc a všechny obsahují stopová množství prvků jako bór nebo fosfor. Přidání těch prvků změní počet volných elektronů. Kombinace jsou dobré.“ Tahle myšlenka ho přivedla na kombinaci italské zmrzliny s lupínky. S velkým úsměvem objednal vanilkovou s čokoládovými lupínky.

„Kolik volných elektronů je v tvé zmrzlině?“ smála se na něj Lily.

„Zmrzlina by mohla být základem pro mou dietu!” odpověděl Max s plnou pusou.