نیمه‌رسانا یا نیمه‌هادی (به انگلیسی: Semiconductor) عنصر یا ماده‌ای است که رسانایی الکتریکی آن حالتی بین مواد رسانا از قبیل مس و مواد عایق الکتریکی مانند شیشه باشد. مقاومت الکتریکی مواد نیمه‌رسانا برعکس فلزات، با افزایش دما کاهش می‌یابد. خواص رسانایی این مواد را می‌توان با افزایش دقیق و کنترل شده ناخالصی‌ها تغییر داد، که به این فرایند «دوپینگ» یا «آلایش» گفته می‌شود.خصلت فیزیکی مشخصه ی یک نیمه رسانا این است که رسانایی الکتریکی آن با افزایش دما افزایش می یابد.رسانایی نیمه رساناها در دمای اتاق چیزی بین رسانایی فلزات و نارساناها است.مرز بین نارساناها و نیمه رساناها به وسیله گاف نوار تعیین میشود.میزان رسانایی جامد معیار خوبی برای قضاوت نیست چرا که ممکن است یک ماده در اٍر افزایش دما رسانایی پایین،متوسط و یا بالایی از خود نشان دهد.مقدار گاف نوار و رسانایی که مبنای تعیین یک جامد به عنوان نیمه رسانا و یا نارسانا قرار گیرد به کاربرد مورد نظر آن جامد بستگی دارد.نیمه رساناها به دو نوع نیمه رسانی ذاتی و غیر ذاتی تقسیم میشوند.

نیمه‌رساناها در دنیای الکترونیک امروز نقشی اساسی دارند، و تقریباً تمامی دستگاه‌های روزمره‌ای که ما استفاده می‌کنیم، ازقبیل گوشی‌های همراه، تبلت‌ها، رایانه‌ها، رادیوها و… به آنها وابسته است.

دستگاه‌های نیمه‌رسانا می‌توانند از خود خواص جالبی نشان دهند. برای مثال عبور راحت‌تر جریان از یک سمت، داشتن مقاومت الکتریکی متغیر و حساسیت به نور یا گرما. به دلیل اینکه می‌توان رسانایی الکتریکی مواد نیمه‌رسانا را با فرایند آلایش تغییر داد می‌توان از این مواد در کاربردهای تقویت‌کننده، سوئیچینگ و قطع و وصل و تبدیل انرژی استفاده کرد.

از نیمه‌رساناها برای ساخت قطعاتی مانند دیود، ترانزیستور، تریستور، آی سی و … استفاده می‌شود. ظهور نیمه‌رساناها در علم الکترونیک انقلاب عظیمی را در این علم ایجاد کرده که اختراع رایانه یکی از دستاوردهای این انقلاب است.

دانش نوین ما از خواص مواد نیمه‌رسانا در حیطه فیزیک کوانتوم و نحوه حرکت حاملان بار در ساختار بلوری قرار دارد. آلایش، تعداد حاملان بار درون ساختار بلوری را به شدت افزایش می‌دهد. زمانیکه یک نیمه‌رسانای آلاییده حاوی تعداد بیشتری «حفره» نسبت به الکترون باشد به آن نیمه‌رسانای نوع-p (p به معنای positive یا مثبت) گفته می‌شود. اگر تعداد الکترون‌ها بیشتر از حفره‌ها باشد به آن نیمه‌رسانای نوع-n (n به معنای negative یا منفی) گفته می‌شود.

صنعت نیمه‌رساناها یکی از صنایع بسیار رقابتی و پول‌ساز در دنیا می‌باشد. پیش‌بینی می‌شود بازار جهانی این صنعت در سال ۲۰۱۸ رقمی بالغ بر ۴۷۷٫۹۴ میلیارد دلار باشد. بزرگترین تولیدکننده چیپ در حال حاضر شرکت سامسونگ می‌باشد که سهم بازار آن در سال ۲۰۱۸ برابر ۷۵٫۸۵ میلیارد دلار بوده‌است. سامسونگ، اینتل، SK Hynix، تی‌اس‌ام‌سی و MICRON بزرگترین تولیدکنندگان چیپ در دنیا هستند. بزرگترین کشورهای تولیدکننده نیمه‌رساناها به ترتیب ایالات متحده، کره جنوبی، ژاپن، اتحادیه اروپا، تایوان و چین هستند.

فهرست مطالب:

فصل اول: باندهای انرژی و چگالی حامل ها در حالت تعادل گرمایی

فصل دوم: پدیده انتقال حامل

فصل سوم: پیوند P-N

فصل چهارم: ترانزیستور دوقطبی و افزاره های وابسته

فصل پنجم: خازن MOS و MOSFET

فصل ششم: MOSFET های پیشرفته و افزاره های وابسته

فصل هفتم: MESFET و افزاره های وابسته

فصل هشتم: دیود مایکروویو، اثر کوانتوم و افزاره های الکترون داغ

فصل نهم: دیودهای نور گسیل و لیزرها

فصل دهم: آشکارسازهای نوری و سلول های خورشیدی

فصل یازدهم: رشد کریستال و اپی تاکسی

فصل دوازدهم: تشکیل فیلم

فصل سیزدهم: لیتوگرافی و زدایش

فصل چهاردهم: تزریق ناخالصی

فصل پانزدهم: افزاره های مجتمع

این فایل کاملترین حل مسائل درس فیزیک و تکنولوژی قطعات نیمه هادی S. M. Sze می باشد.