半导体是一类电子特性介于导体与绝缘体之间的材料，具有导电性及电阻性相对较低的特点。
相对于良好的导电体如金属，半导体的导电性能较弱，但相对绝缘体又过于强，因此，中间层的特性具有狄拉克-亚当效应，即晶体中的带电粒子可以由于受到其他带电粒子的影响而产生电荷载流现象。
半导体具有极好的电学性质和结构稳定性能，被广泛应用于通信、电子、信息、计算机等领域，是当今物理学和电子工程学的重要组成部分。
半导体材料可以分为单晶半导体、多晶半导体以及非晶态半导体三大类。
其中单晶半导体的结晶决定了其物理特性，具有较好的电学性质及结构稳定性，但制造复杂、成本高昂；多晶半导体由多个小晶体组成，成本相对较低，但相应的电学特性也相对弱；非晶态半导体则是先将材料化合物熔化后迅速冷却，以制得均匀性能比其他两种材料要更出色的材料。
在应用中，常见的半导体元素主要包括硅、锗、砷、硒、色硫，其中以硅为主。硅同样是地壳中含量最丰富的元素之一，并且相对安全，价格相对低廉。
著名的太阳能电池也是使用硅材料构成，而街上常见的有机发光二极管、激光器、太赫兹系统等，也都可以在硅材料上进行制作。此外，锗、砷等元素也常用于半导体中，以期达到更高的性能和效益。
半导体元素的电子外层少一或少二个电子，其电子云较松散，因此容易发生电子和空穴的产生和流动。而对于这两种载流子，半导体的导电性能会受到影响。
通过在半导体材料上掺杂其他基元素，可以改变自带载流子密度，也可以在其它电子能级产生提取、注入载流子的机制，从而构造出不同家族、不同用途的半导体材料。
半导体具有高的热效应和光效应，可广泛应用于红外线管、半导体激光器、太阳能及光电二极管、光放大器、光收发器等设备的制造中。
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