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半導體物理學
半導體物理學研究導電性介於導體與絕緣體之間的材料，使人們能夠受控地操控電流。
概觀
半導體物理學運用量子力學能帶理論，解釋電子如何佔據被能帶間隙隔開的允許能帶。引入摻雜原子（施主或受主）可移動費米能階，從而形成n型或p型材料。在這兩種材料的界面上，p-n接面形成內建電場，從而實現整流。關鍵現象包括光子的光電吸收、載子的漂移與擴散，以及量子穿隧效應。這些原理支配著電晶體、二極體、雷射、發光元件與太陽能電池的運作。
為什麼重要
半導體物理學催生了電晶體，進而催生了積體電路，將運算、通訊與消費電子產品轉變為現代數位文明的基礎。它同時推動了光伏技術、固態照明與雷射技術的發展。半導體產業已成為全球最具經濟重要性的行業之一，而半導體物理學的進步持續推動著微型化與效能提升。