Puolijohteet
Kvantti-ilmiöiden ymmärtäminen on ollut edellytys puolijohdekomponenttien kehittämiselle ja valmistamiselle. Kun jaksollinen järjestelmä ja elektronien tapa täyttää energiatasoja oli selvitetty, voitiin ymmärtää, mitkä aineet ovat johteita, eristeitä tai niiden välimaastossa olevia puolijohteita. Puolijohteiden seostaminen oikeanlaisilla alkuaineilla sähkönjohtavuuden parantamiseksi johti diodien ja transistorien kehittämiseen.
Transistori valmistetaan seostetuista n- ja p-tyypin puolijohteista diodin tapaan. Transistoria voidaan käyttää ohjaamaan sähkövirran suuntaa (transistori toimii kytkimenä) tai vahvistamaan sähkövirtaa (transistori toimii vahvistimena). Oikealla on suurikokoinen transistori, jota voidaan käyttää komponenttina piirilevyllä. Nykytransistorin pieni, nanometrinen koko ja alhainen toimintaan vaadittava sähkövirta ovat mahdollistaneen elektroniikkalaitteiden yleistymisen yhteiskunnassa. Mikroprosessorit sisältävät sitä enemmän transistoreja, mitä tehokkaampia ne ovat, ja samalla niiden tulee olla pieniä. Nykyisten tietokoneiden ja älypuhelimien valmistaminen ei mahdollista ilman nanometristen transistoreiden valmistamisen taitoa.
FY3-kurssilla käsiteltiin diodien toimintaperiaate. Ledit ovat valoa tuottavia diodeja. Ledeissä elektronit täyttävät aukkoja n- ja p-tyypin puolijohteen rajapinnassa. Kun elektroni täyttää aukon, se siirtyy alempaan energiatilaan. Samalla vapautuu sähkömagneettista säteilyä, esim. näkyvän valon aallonpituudella. Sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus riippuu elektronin energian muutoksesta, joka puolestaan riippuu puolijohteiden materiaalista. Tällä tavoin syntyy säteilyä tietyllä aallonpituudella, ja nähdään esimerkiksi punainen valo. Ledit ovat yleistyneet valaistuskäyttöön, kun valkoista valoa tuottava riittävän tehokas ledi on saatu kehitettyä. Valkoista valoa saadaan yhdistämällä eriväristen ledien valoa tai sinisen ledin valosta fluoresenssi-ilmiön kautta.
