Германий и кремний являются полупроводниками, а не хорошими проводниками, из-за своей электронной структуры и зоны запрещенной проводимости:
1. Электронная структура: В кристаллических полупроводниках, таких как германий и кремний, электронная структура обладает особенностями, которые делают их менее проводящими по сравнению с металлами. У атомов германия и кремния есть валентные электроны, которые образуют связи с соседними атомами, образуя кристаллическую решетку. Однако, внутри полупроводника, электроны в валентной зоне не имеют достаточно энергии для свободного движения.
2. Зона запрещенной проводимости: У полупроводников есть зона запрещенной проводимости между валентной зоной и зоной проводимости. В этой зоне запрещено нахождение электронам с определенной энергией. В германии и кремнии ширина зоны запрещенной проводимости сравнительно большая, что ограничивает свободное движение электронов.
Однако, при введении примесей или изменении условий, таких как повышение температуры, полупроводники могут стать лучшими проводниками. Примеси могут добавлять лишние электроны или дырки в полупроводник, что позволяет легче проводить электрический ток. Это свойство полупроводников делает их особенно полезными в электронике, где они могут использоваться в различных устройствах, таких как транзисторы и диоды.