Kisel (Si) är det vanligaste halvledarmaterialet i datorchips och integrerade kretsar (IC) på grund av dess utmärkta elektriska egenskaper och relativa överflöd i jordskorpan. Kisel har en kristallin struktur med ett upprepande mönster av atomer, och dess elektriska ledningsförmåga kan kontrolleras exakt genom att lägga till eller ta bort elektroner, en process som kallas dopning. Doping tillåter kisel att fungera som en halvledare, vilket innebär att det kan leda elektricitet under specifika förhållanden.
Bandgapet av kisel, som representerar energiskillnaden mellan valensbandet och ledningsbandet, är idealiskt för transistorer, som är de grundläggande byggstenarna i datorchips. Transistorer kan tillverkas genom att selektivt dopa kisel för att skapa regioner med olika elektriska egenskaper, vilket möjliggör omkoppling och förstärkning av elektriska signaler.
Silikons tillförlitlighet, låga kostnad och kompatibilitet med olika tillverkningsprocesser har också bidragit till dess utbredda användning inom halvledarindustrin. Dessutom kan kiselbaserade enheter fungera vid höga temperaturer och är relativt resistenta mot strålning och andra miljöfaktorer.
Men eftersom tekniken fortsätter att utvecklas och behovet av ännu mindre och kraftfullare transistorer uppstår, undersöks även andra halvledarmaterial, såsom galliumarsenid (GaAs), indiumfosfid (InP) och kolnanorör (CNT), för specialiserade applikationer.
