Ejemplos de materiales semiconductores

Dentro de cada móvil, placa solar o bombilla LED hay un material que no es ni buen conductor ni buen aislante: un semiconductor. El silicio es el más famoso, pero la lista es mucho más larga e incluye compuestos como el arseniuro de galio de los mandos a distancia o el nitruro de galio de los LED azules. Aquí tienes 62 ejemplos de materiales semiconductores reales, clasificados por familias, con sus usos y ejercicios resueltos.

¿Qué son los materiales semiconductores?

Los semiconductores son materiales cuya conductividad eléctrica está entre la de los conductores (como el cobre) y la de los aislantes (como el vidrio), y que además puede controlarse con gran precisión: añadiendo impurezas, aplicando un voltaje, iluminándolos o calentándolos. Esa capacidad de «encender y apagar» la corriente es la base del transistor y, por tanto, de toda la electrónica moderna.

La clave está en la banda prohibida (en inglés, band gap): la energía que necesita un electrón para pasar de estar ligado a moverse libremente. En los metales no existe; en los aislantes es muy grande; en los semiconductores es moderada, del orden de 0,1 a 4 electronvoltios (eV), y algo mayor en los de «banda ancha».

Características de los semiconductores

• Conductividad intermedia y regulable, a diferencia de los conductores y aislantes.
• Conducen mejor al calentarse, al revés que los metales: el calor libera más electrones.
• Se dopan: una impureza con un electrón de más (fósforo en silicio) da un semiconductor tipo n; una con un electrón de menos (boro) da uno tipo p.
• Reaccionan a la luz: la absorben si su energía supera la banda prohibida (células solares, sensores) y algunos la emiten (LED, láseres).
• Banda directa o indirecta: los de banda directa, como el arseniuro de galio, emiten luz con eficacia; el silicio, de banda indirecta, apenas lo hace.

Material	Banda prohibida aprox. (eV, 300 K)	Uso típico
Silicio	1,12	Chips, placas solares
Germanio	0,66	Primeros transistores, óptica infrarroja
Arseniuro de galio	1,42	LED infrarrojos, chips de radiofrecuencia
Nitruro de galio	3,4	LED azules y blancos, cargadores rápidos
Carburo de silicio	3,3	Electrónica de potencia del coche eléctrico
Telururo de cadmio	1,5	Paneles solares de capa fina
Antimoniuro de indio	0,17	Detectores infrarrojos

Ejemplos de semiconductores elementales

1. Silicio, el material de casi todos los chips.
2. Germanio, el del primer transistor (Bell Labs, 1947).
3. Diamante, semiconductor de banda muy ancha.
4. Selenio, usado en antiguas células fotoeléctricas y en las primeras fotocopiadoras.
5. Telurio.
6. Boro.
7. Fósforo negro.

Formas de silicio

8. Silicio monocristalino, obtenido por el método Czochralski.
9. Silicio multicristalino de muchas placas solares azuladas.
10. Silicio amorfo hidrogenado de las calculadoras solares y las pantallas LCD.
11. Silicio tipo n, dopado con fósforo o arsénico.
12. Silicio tipo p, dopado con boro o galio.

Ejemplos de semiconductores compuestos

Compuestos III-V

13. Arseniuro de galio (GaAs).
14. Fosfuro de indio (InP), base de los láseres de fibra óptica.
15. Nitruro de galio (GaN), base del LED azul premiado con el Nobel de Física de 2014.
16. Fosfuro de galio (GaP), de los primeros LED verdes.
17. Antimoniuro de indio (InSb).
18. Arseniuro de indio (InAs).
19. Antimoniuro de galio (GaSb).
20. Nitruro de aluminio (AlN).
21. Nitruro de indio (InN).
22. Nitruro de boro (BN).
23. Arseniuro de boro cúbico, muy buen conductor del calor.
24. Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs), de láseres y LED rojos.
25. Nitruro de galio e indio (InGaN), de los LED azules, verdes y blancos.
26. Fosfuro de aluminio, galio e indio (AlGaInP), de los LED rojos y ámbar.
27. Arseniuro de galio e indio (InGaAs), de los detectores de fibra óptica.
28. Fosfuro de galio e indio (GaInP), de las células solares de los satélites.

Compuestos II-VI

29. Telururo de cadmio (CdTe).
30. Sulfuro de cadmio (CdS), de las fotorresistencias LDR.
31. Seleniuro de cadmio (CdSe), de los puntos cuánticos de algunos televisores.
32. Óxido de zinc (ZnO).
33. Sulfuro de zinc (ZnS), material luminiscente.
34. Seleniuro de zinc (ZnSe), de ventanas ópticas infrarrojas.
35. Telururo de zinc (ZnTe).
36. Telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe), de las cámaras térmicas.

Compuestos IV-IV, IV-VI y V-VI

37. Carburo de silicio (SiC).
38. Silicio-germanio (SiGe), de chips de alta frecuencia.
39. Sulfuro de plomo (PbS), la galena de las antiguas radios de galena.
40. Seleniuro de plomo (PbSe).
41. Telururo de plomo (PbTe), termoeléctrico.
42. Telururo de bismuto (Bi₂Te₃), de las células Peltier de las neveras portátiles.
43. Pirita (FeS₂).

Ejemplos de óxidos semiconductores

44. Óxido de cobre(I) (Cu₂O), de los primeros rectificadores.
45. Óxido de cobre(II) (CuO).
46. Dióxido de titanio (TiO₂), de las células solares de colorante y la fotocatálisis.
47. Dióxido de estaño (SnO₂), de los sensores de gas.
48. Óxido de indio y estaño (ITO), conductor transparente de las pantallas táctiles.
49. Óxido de galio (Ga₂O₃), promesa de la electrónica de potencia.
50. Óxido de indio, galio y zinc (IGZO), de pantallas de alta resolución.
51. Óxido de níquel (NiO).

Ejemplos de semiconductores para energía solar y nuevos materiales

52. CIGS (cobre, indio, galio y selenio), de paneles de capa fina.
53. Kesterita (CZTS: cobre, zinc, estaño y azufre).
54. Perovskitas de haluro de plomo, como el yoduro de plomo y metilamonio.
55. Disulfuro de molibdeno (MoS₂), semiconductor bidimensional.
56. Diseleniuro de wolframio (WSe₂).
57. Nanotubos de carbono semiconductores.

Ejemplos de semiconductores orgánicos

58. Pentaceno.
59. Rubreno.
60. Poli(3-hexiltiofeno) (P3HT).
61. Poli(p-fenilenvinileno) (PPV), del primer LED de polímero (1990).
62. Alq₃, complejo de aluminio usado en las primeras pantallas OLED.

Tipos de semiconductores

• Según su composición: elementales (silicio, germanio) y compuestos (GaAs, CdTe, SiC).
• Según su pureza: intrínsecos (puros) y extrínsecos o dopados, de tipo n o de tipo p.
• Según su banda prohibida: de banda estrecha (detectores infrarrojos), media (silicio, células solares) y ancha (GaN, SiC, Ga₂O₃), aptos para alta tensión, altas temperaturas y luz azul o ultravioleta.
• Según su naturaleza química: inorgánicos y orgánicos (moléculas y polímeros de carbono, usados en OLED).

Ejercicios resueltos

Importancia de los materiales semiconductores

Los semiconductores sostienen la sociedad digital: procesadores, memorias, sensores de cámara, LED, láseres de fibra óptica y placas solares. El silicio se eligió por su abundancia (procede de la arena de cuarzo) y por su óxido natural, que aísla muy bien. Los compuestos aportan lo que el silicio no puede: emitir luz, trabajar a alta tensión o detectar el infrarrojo. Los de banda ancha, como el carburo de silicio, están detrás de la eficiencia de los coches eléctricos y la energía solar. Muchos de ellos combinan metaloides como el silicio, el germanio, el arsénico o el telurio.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Sze, S. M. y Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices. Hoboken: Wiley.
• Kittel, C. Introducción a la física del estado sólido. Barcelona: Reverté.
• Callister, W. D. y Rethwisch, D. G. Ciencia e ingeniería de materiales. Barcelona: Reverté.

Cómo citar este artículo

Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de materiales semiconductores». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-materiales-semiconductores/

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Sobre el autor

Conceptualia — El equipo editorial de Conceptualia redacta y revisa cada concepto para que sea claro, riguroso y útil, con ejemplos y ejercicios cuando ayudan a entenderlo.