Halvledare

“Jag tror problemet var tegelstenarna. De var antingen för mjuka eller för spröda! Lerblock var inte så bra på den tiden, som du kan förstå” sa Max och tittade på klocktornet. 

“Så är det inte här. Byggnaden är inte ens gjord av tegelstenar. Den är tillverkad av marmor och den var för tung och grunden för mjuk enligt guiden” sa Lily och visade honom sin display, där ett hologram av en italiensk historieprofessor talade. Tegelstenarna är bra. De är vår civilisations byggblock, bokstavligen. 

“Verkligen? Tegelstenar? Är det vad du menar med vår civilisations byggblock?” skrattade Max. “Vad är det annars?” frågade Lily. “Stål? Trä? Något avancerat material? En särskild legering?” 

“Titta dig omkring då! Vad ser du?” sa Max. Lily såg sig omkring och betraktade Lutande Tornet i Pisa, Katedralen, Piazza del Duomo, alla byggnaderna… de var tillverkade av tegel eller marmor. Max bad henne se människorna runt omkring. Alla turisterna var utrustade med olika slags kameror, mobiltelefoner, IPads och alla möjliga sorters apparater. 

“Så hur är det egentligen? Är elektroniken byggstenarna?” Alla elektroniska apparater är tillverkade av kretselement; transistorer, chips, dioder, motstånd. Och alla har som utgångspunkt ett material med en ledningsförmåga som kan ändras, en halvledare. 

En ledare är, som namnet anger, ett material som leder ström, vilket betyder att den låter en elektrisk ström flyta genom sig, medan en isolator är motsatsen: den leder inte ström. Skälet till detta är att ledaren har fria elekroner som flyter fritt inom strukturen medan isolatorn inte har sådana elektroner. Ledare innefattar material som silver eller koppar (metaller) medan isolatorer innefattar glas och papper.

En halvledare är någonting mitt emellan: den kan leda ström eller vara oledande beroende på omgivningsförhållandena. Man kan lätt ändra ledningsförmågan i en halvledare genom att ändra antalet fria elektroner som den innehåller genom att värma upp den, belysa den eller ändra det elektriska fältet omkring den. Genom att värma upp halvledaren så kan elektroner göra sig lösa och röra sig fritt mellan atomerna; det är därför vi kallar dem ”fria elektroner”.

Några av de mest berömda halvledarna är kisel och germanium.

Halvledare är byggstenarna i alla elektroniska komponenter, både analoga och digitala, som dioder, transistorer, solceller, LED-lampor och displayer, integrerade kretsar, sensorer. Tänk dig en värld utan elektroniska chips, utan radio eller TV, utan datorer, utan videospel, utan mobiltelefoner eller IPADs, utan medicinsk elektronik, utan avancerade kontrollpaneler i bilar eller flygplan… det är en värld utan halvledare. 

“Ok, så halvledare är byggblocken i vår värld? Det betyder kisel och germanium? Har du hört talas om Silicon Valley, Silicon Glen etc? De är platser med superhög teknologi.” 

“I själva verket är det inte bara kisel eller germanium. Det finns många halvledarmaterial och alla innehåller små mängder av andra grundämnen som bor eller fosfor. Dessa tillsatser ändrar antalet fria elektroner.  Kombinationer är bra”.  Den här tanken ledde honom undermedvetet till att kombinera den berömda italienska glassen med chips. Han beställde vanilj med chokladchips med ett stort leende.

“Hur många fria elektroner finns det i din glass?” retades Lily.

 

 “Glass kunde vara byggsten i min diet!” svarade Max med munnen full.