在人類社會的發展中,到目前為止,大概還沒有一種材料像半導體一樣會如此迅速地推動科學技術和經濟的發展,歷史上出現過青銅時代、鐵器時代,青銅、鐵器可以稱得上是劃時代的材料。自鐵以後,各種金屬、非金屬材料層出不窮,但幾乎沒有一種材料像銅和鐵一樣,能夠稱得上和時代的劃分“掛鉤”的資格。不過,有一種材料也許可以成為劃時代的材料,它使社會發展從工業時代進入了資訊時代,它在科學技術、國民經濟和人民生活方面引起的革命性變化是其他材料無法比擬的,這就是半導體材料。
與眾不同的“怪才”：硫化銀、硒、硫化鉛
19世紀,著名科學家F·法拉第在1833年發現了硫化銀這種東西的導電性“與眾不同”。一般的金屬,它們的電阻小,即導電性好,但金屬的導電能力是隨溫度的增加而降低的,即溫度越高,導電性降低。而硫化銀的電阻比金屬高得多,但它的導電性卻“很怪”，溫度升高後,它的導電率反而增加。1873年,科學家F.R史密斯又發現了一種“怪材”，這就是現在大家都知道的半導體硒。它本是不良導體,但它在太陽光的照射下能產生出電來。
1874年,科學家F·布勞恩在研究硫化鉛時,用金屬探針和它接觸並通電,這時出現了一個奇特現象，即當把加上的電壓的正負極變個方向時,電流只能從一個方向透過,另一個方向就出現“此路不通”的現象。
這些接二連三的“怪事”當時誰也解釋不清,因此一時也不知道它們會有啥了不得的用處。但科學家的特點就是喜歡研究“奇怪”的東西。因此,從19世紀末到20世紀初,有許多科學家對這些“怪材”進行了大量的研究,在研究中又不斷髮現許多和硫化銀及硒有類似“行為”的“怪材”,如矽、鍺和許多化合物。其實,這些“怪材”就是後來老少皆知的半導體。科學家不把它們為什麼有那些“與眾不同”的“性格”搞清楚,是決不會罷休的。
到了20世紀,半導體這個名字就風行於全世界。為什麼把硫化鉛、硫化銀和硒、矽、鍺這些材料叫半導體呢?原來,在物理學中,常用導電能力來區分各種重要的材料。通常是按材料的電阻不同分成“導體”“半導體”“絕緣體”三個“檔次”。金屬的電阻率最低(為0.000001~0.01歐姆·釐米),絕緣體的電阻率最高(為1~100000億歐姆·釐米)半導體的電阻率在導體和絕緣體之間(為0.01~100000000歐姆·釐米)。而硫化銀、硫化鉛和硒這些材料的電阻率正好屬於半導體這一個“檔次”。
材料不同,電阻就不同,也即導電能力不同,但這只是一種表面現象,可為什麼導體和半導體及絕緣體的導電能力會有如此大的區別呢?原來，一種材料的導電能力和它內部的自由電子的多少有直接關係。某種金屬內部的自由電子較多,它的導電能力就大,而絕緣體中就沒有自由電子,因此根本不導電。
