Halbleiter

„Ich glaube das Problem waren die Steine. Sie waren entweder zu weich oder zu brüchig! Tonsteine waren zu der Zeit nicht sonderlich gut, wie du dir vorstellen kannst“, sagte Max während es sich der Bell tower ansah.

„Das ist hier nicht die Fall. Das Gebäude ist noch nicht mal aus Steinen gebaut! Es besteht aus Marmor und es war zu schwer und der Boden zu weich, so steht es hier im Führer“, sagte Lily and zeigte ihm ihr Display, auf dem ein italienischer Geschichtsprofessor referierte. „Die Steine sind ok. Sie sind die Bausteine unserer Zivilisation … buchstäblich!“

„Wirklich? Steine? Das sind für dich die Bausteine unserer Zivilisation?“, lachte Max. „Was denn sonst?“, fragte Lily, „Stahl? Holz? Ein fortschrittliches Material? Eine spezielle Legierung?“

„Nun, schau dich einfach mal um! Was siehst du?“, sagte Max. Lily sah den Turm von Pisa, die Kathedrale, den Piazza del Duomo, all die Gebäude … Sie wurden alle aus Stein und Marmor gebaut. Max bat sie dann die Leute zu betrachten. Alle Touristen waren mit Kameras, Handys, Tablets, Phablets und allen möglichen Sorten von elektronischen Gadgets ausgestattet.

„Und? Heißt das Elektronik ist der Baustein?“ Jedes elektronische Bauteil besteht aus Schaltkreisen; Transistoren, Chips, Dioden, Widerständen. Sie alle sind um ein Material herum gebaut, dessen Leitfähigkeit eingestellt werden kann, ein Halbleiter.

Ein Leiter, wie der Name schon sagt, ist ein Material, dass Strom leitet. Das heißt, es erlaubt dass elektrischer Strom durch das Material hindurchfließt. Ein Isolator tut eben das Gegenteil, er leitet keinen elektrischen Strom. Das passiert, weil Leiter freie Elektronen in ihrer Struktur zur Verfügung haben und Isolatoren nicht. Leiter sind zum Beispiel Silber und Kupfer wären als typische Isolatoren Glass und Papier zu nennen sind.

Eine Halbleiter steht zwischen diesen beiden: Je nach äußeren Bedingungen kann er Strom leiten oder nicht. Wir können auf einfache Weise die Leitfähigkeit eines Halbleiter ändern indem wir die Zahl der freien Elektronen ändern, zum Beispiel durch Erhöhung der Temperatur, durch Beleuchtung oder durch Änderung des elektrischen Feldes um ihn herum. Das Aufheizen eines Halbleiters erlaubt es Elektronen, sich sprichwörtlich zu befreien und sich frei zwischen den Atomen zu bewegen, darum ‚freie Elektronen‘.

Zwei der berühmtesten Halbleiter sind Silizium und Germanium.

Halbleiter sind die Bausteine aller elektronischen Geräte, ob analog oder digital. Dazu gehören Dioden, Transistoren, Solarzellen, LEDs und Bildschirme, integrierte Schaltungen, Sensoren. Stell dir eine Welt ohne Elektronikchips vor: kein Radio oder Fernsehen, keine Computer, keine Videospiele, keine Handys oder Tablets, keine elektronischen Geräte in der Medizin, keine fortschrittlichen Steuertafeln in Autos oder Flugzeugen … Das wäre eine Welt ohne Halbleiter.

„Ok, also sind Halbleiter die Bausteine unseres Welt? Das heißt Germanium und Silizium? Hast du mal von Silicon Valley, Silicon Glen etc. gehört? Das sollen ja super high-tech Orte sein.“

„In Wirklichkeit sind es nicht nur Silizium und Germanium. Es gibt noch viele weitere Halbleiter und alle beinhalten zusätzlich Spuren anderer Elemente wie Bor und Phosphor. Diese Additive ändern ebenfalls die Anzahl freier Elektronen. Auf die richtige Kombination kommt es an.“ Dieser Gedanke brachte ihn unterbewusst auf die Idee italienische Eiscreme mit Schokostückchen zu kombinieren. Mit einem großen Grinsen bestellte er sich Vanilleeis mit Schokolatenstückchen.

„Wie viele freie Elektronen hast du jetzt in deinem Eis?“, ulkte Lily.

„Eiscreme könnte der Baustein meiner Ernährung werden!“, antwortete Max mit vollem Mund.