ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ
«Νομίζω ότι το πρόβλημα ήταν τα τούβλα. Ήταν είτε πολύ μαλακά είτε πολύ εύθραυστα! Τα πήλινα τούβλα εκείνη την εποχή, δεν ήταν και τόσο καλά, όπως μπορείς να φανταστείς» είπε ο Μαξ κοιτώντας τον πύργο με τις καμπάνες.
«Αυτό δεν είναι το θέμα μας εδώ. Τα κτίρια δεν ήταν καν φτιαγμένα από τούβλα! Φτιάχνονταν από μάρμαρο το οποίο ήταν πολύ βαρύ υλικό ενώ το έδαφος είναι πολύ μαλακό σύμφωνα με αυτόν τον οδηγό.» Είπε η Λίλη και του έδειξε την οθόνη της, όπου μιλούσε το ολόγραμμα ενός Ιταλού καθηγητή ιστορίας. «Τα τούβλα είναι εντάξει. Είναι στην κυριολεξία οι δομικοί λίθοι του πολιτισμού μας!»
«Αλήθεια; Τα τούβλα;! Αυτά θεωρείς εσύ δομικούς λίθους του πολιτισμού μας;» Γέλασε ο Μαξ. «Τότε τι είναι»; Ρώτησε η Λίλη. «Το ατσάλι; Το ξύλο; Κάποιο προηγμένο υλικό; Ίσως κάποιο περίεργο κράμα;»
«Λοιπόν, κοίτα γύρω σου! Τι βλέπεις;» Ρώτησε ο Μαξ. Η Λίλη ρίχνοντας μια ματιά γύρω της είδε τον Πύργο της Πίζας, τον καθεδρικό, την πλατεία Ντουόμο, όλα τα κτίρια… Ήταν φτιαγμένα από τούβλα και μάρμαρο. Ο Μαξ ύστερα την προέτρεψε να παρατηρήσει και τους ανθρώπους γύρω της. Όλοι οι τουρίστες κρατούσαν κάποιου είδους ηλεκτρονική συσκευή όπως κάμερες, κινητά τηλέφωνα, tablet, phablet κ.α.
«’Αρα τι; Τα ηλετρονικά είναι οι δομικοί λίθοι;» Όλες οι ηλεκτρονικές συσκευές είναι φτιαγμένες από κυκλώματα, τρανζίστορ, τσίπ, διόδους και αντιστάσεις. Και όλα αυτά χτίζονται γύρω από ένα υλικό όπου η αγωγιμότητα του μπορεί να ελεγχθεί: τον ημιαγωγό.
Ένας αγωγός, όπως το λέει και το όνομά του, είναι ένα υλικό το οποίο επιτρέπει στο ηλεκτρικό ρεύμα να τον διαπεράσει, ενώ ένας μονωτής είναι το αντίθετο: Δεν επιτρέπει στο ρεύμα να τον διαπεράσει. Αυτό συμβαίνει επειδή οι αγωγοί έχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια στη δομή τους και μπορούν να ρέουν ελεύθερα μέσα στο υλικό ενώ οι μονωτές δεν έχουν. Αγωγοί είναι υλικά όπως ο άργυρος ή ο χαλκός (μέταλλα) ενώ μονωτές θεωρούνται το γυαλί και το χαρτί.
Ένας ημιαγωγός στέκεται στη μέση: Μπορεί να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα ή μπορεί να μην το κάνει ανάλογα με τις συνθήκες γύρω του. Μπορούμε εύκολα να αλλάξουμε την αγωγιμότητα ενός ημιαγωγού αλλάζοντας τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων που περιέχει, θερμαίνοντας τον, φωτίζοντας τον ή μεταβάλλοντας το ηλεκτρικό πεδίο γύρω του. Θερμαίνοντας τον ημιαγωγό βοηθάμε τα ηλεκτρόνια να κινηθούν ελεύθερα ανάμεσα στα άτομα και από αυτό προκύπτει η έκφραση «ελεύθερα ηλεκτρόνια».
Οι δύο πιο γνωστοί ημιαγωγοί είναι το πυρίτιο και το γερμάνιο.
Οι ημιαγωγοί είναι οι δομικοί λίθοι όλων των ηλεκτρονικών συσκευών, αναλογικών και ψηφιακών, όπως δίοδοι, τρανζίστορ, φωτοβολταϊκά, led και οθόνες, ολοκληρωμένα κυκλώματα, αισθητήρες. Φαντάσου τον κόσμο χωρίς ηλεκτρονικά τσιπ: χωρίς ραδιόφωνο και τηλεόραση, χωρίς υπολογιστές, βιντεοπαιχνίδια, κινητά τηλέφωνα, τάμπλετ, ιατρικό εξοπλισμό, ηλεκτρονικούς πίνακες στα αμάξια και τα αεροπλάνα.... Αυτός θα ήταν ένας κόσμος χωρίς ημιαγωγούς.
«Εντάξει, άρα οι ημιαγωγοί είναι οι δομικοί λίθοι του κόσμου μας; Που σημαίνει γερμάνιο και πυρίτιο; 'Έχεις ακούσει τη Silicon Valley, τη Silicon Glen κλπ; Θεωρούνται τα μέρη που διαθέτουν την πλέον προηγμένη τεχνολογία στον κόσμο.»
“Στην πραγματικότητα, δεν είναι μόνο το πυρίτιο και το γερμάνιο. Υπάρχουν πολλά ακόμη ημιαγώγιμα υλικά και όλα περιέχουν ίχνη άλλων στοιχείων όπως το βόριο ή ο φώσφορος. Οι προσμείξεις αυτές αλλάζουν τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Οι συνδυασμοί είναι ενδιαφέροντες." Η σκέψη αυτή οδήγησε τον Μαξ στο συνειρμό να συνδυάσει το διάσημο Ιταλικό παγωτό με κάποια γαρνιτούρα. Χαμογελαστός και έχοντας μια λάμψη στο πρόσωπό του, παρήγγειλε παγωτό βανίλια με νιφάδες σοκολάτας.
“Πόσα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι μέσα στο παγωτό σου;” Τον πείραξε η Λίλη.
“Το παγωτό θα μπορούσε να είναι ο δομικός λίθος της δίαιτάς μου!” Απάντησε ο Μαξ μπουκωμένος.