Semiconductor es refereix a un material la conductivitat del qual es pot controlar d'aïllant a conductor. No importa des de la perspectiva de la ciència i la tecnologia o el desenvolupament econòmic, la importància dels semiconductors és molt gran. La majoria dels productes electrònics actuals, com ara ordinadors, telèfons mòbils o gravadors digitals, estan estretament relacionats amb els semiconductors. Els materials semiconductors comuns inclouen silici, germani, arsenur de gal·li, etc., i el silici és un dels materials semiconductors més influents en aplicacions comercials.
La conductivitat d'un material ve determinada pel nombre d'electrons continguts a la banda de conducció. Quan els electrons obtenen energia de la banda de valència i salten a la banda conductora, els electrons es poden moure lliurement entre les bandes i conduir l'electricitat. La bretxa d'energia entre la banda conductora i la banda de valència dels materials metàl·lics comuns és molt petita. A temperatura ambient, els electrons són fàcils d'obtenir energia i saltar a la banda conductora per conduir l'electricitat. Tanmateix, els materials aïllants són difícils de saltar a la banda conductora a causa de la gran bretxa d'energia (generalment superior a 9 electronvolts), de manera que no poden conduir l'electricitat.
La bretxa d'energia d'un material semiconductor general és d'entre 1 i 3 electronvolts, que es troba entre un conductor i un aïllant. Per tant, el material pot conduir l'electricitat sempre que sigui excitat per energia en condicions adequades o es modifiqui l'espaiat del seu buit d'energia.
Els semiconductors transmeten el corrent mitjançant conducció electrònica o conducció per forats. La forma de conducció d'electrons és similar al flux de corrent al fil de coure, és a dir, sota l'acció del camp elèctric, els àtoms altament ionitzats transfereixen l'excés d'electrons a la direcció amb un baix grau d'ionització negativa. La conducció de forats es refereix al corrent (generalment conegut com a corrent positiu) format pels "forats" formats per l'absència d'electrons fora del nucli atòmic en materials ionitzats positivament. Sota l'acció d'un camp elèctric, els forats s'omplen amb un petit nombre d'electrons i fan que els forats es moguin.
