المادة الأساسية الأكثر إستخداماً لأشباه الموصلات هي السيليكون. يحتوي السيليكون على أربعة إلكترونات تكافؤ في غلافه الخارجي الذي يتقاسمه مع ذرات السيليكون المجاورة له لتشكيل مدارات كاملة من ثمانية إلكترونات. إنّ بنية الرابطة بين ذرتي السيليكون تجعل كل ذرة تشترك في إلكترون واحد مع جارتها مما يجعل الرابطة مستقرة للغاية. نظراً لوجود عدد قليل جداً من الإلكترونات الحرة المتاحة للتنقل حول بلورة السيليكون، فإنّ بلورات السيليكون النقي (أو الجرمانيوم) تعتبر عوازل جيدة، أو على الأقل مقاومات عالية القيمة. يتم ترتيب ذرات السيليكون في نمط متماثل محدد مما يجعلها بنية صلبة بلورية. التوصيل في اشباه الموصلات منخفض جدا لان - الأعراف. يُقال أنّ بلورة السيليكا النقية (ثاني أكسيد السيليكون أو الزجاج) هي بلورة جوهرية (لا تحتوي على شوائب)، وبالتالي لا تحتوي على إلكترونات حرة، لكن مجرد توصيل بلورة السيليكون ببطارية لا يكفي لإستخراج تيار كهربائي منها، للقيام بذلك نحتاج إلى إنشاء قطبين "موجب" و"سالب" داخل السيليكون يسمح للإلكترونات وبالتالي التيار الكهربائي بالتدفق خارج السيليكون، يتم إنشاء هذه الأعمدة عن طريق خلط السيليكون ببعض الشوائب. الثقوب والإلكترونات في أشباه الموصلات: الثقوب (الشحنات الموجبة) والإلكترونات هي أنواع ناقلات الشحنة المسؤولة عن تدفق التيار الكهربائي في أشباه الموصلات.
أمثلة على أشباه الموصلات: يعتبر زرنيخيد الغاليوم والجرمانيوم والسيليكون من أكثر أشباه الموصلات شيوعاً. يستخدم السيليكون في تصنيع الدوائر الإلكترونية، ويستخدم زرنيخيد الغاليوم في صناعة الخلايا الشمسية وثنائيات ( دايودات) الليزر. عادةً ما يتم تجميع المواد الصلبة في ثلاث فئات: العوازل وأشباه الموصلات والموصلات. (في درجات الحرارة المنخفضة، قد تصبح بعض الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل موصلات فائقة)، تتميز العوازل مثل الكوارتز والزجاج المنصهر، بموصلات منخفضة جدًا تتراوح من 10 إلى 18 إلى 10 سيمنز لكل سنتيمتر، والموصلات مثل الألومنيوم، لها موصلية عالية تتراوح عادةً من 104 إلى 106 سيمنز لكل سنتيمتر. تكون موصلية أشباه الموصلات بين هذين النوعين (العوازل والموصلات) وهي حساسة عموماً لدرجة الحرارة والإضاءة والمجالات المغناطيسية والكميات الدقيقة من ذرات الشوائب، على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إضافة حوالي 10 ذرات من البورون (المعروف باسم dopant) لكل مليون ذرة من السيليكون إلى زيادة التوصيل الكهربائي لألف ضعف. التوصيل الكهربائي في المواد الصلبه - اختبار تنافسي. أساسيات عمل أشباه الموصلات: مواد أشباه الموصلات مثل السيليكون (Si) والجرمانيوم (Ge) وأرسينيد الغاليوم (GaAs)، لها خصائص كهربائية في مكان ما في الوسط بين "الموصل" و" العازل "، فهي ليست موصلات جيدة ولا عوازل جيدة (ومن هنا جاءت تسميتها "شبه" الموصلات).
أشباه الموصلات لقد غير ابتكار الترانزستور الذي يقوم على أشباه الموصلات العالم بأثره. ما أشباه الموصلات إذن؟ كما يتضمن الاسم، مواد لها خصائص كهربية تتوسط تلك التي للموصلات والعوازل، وأشباه الموصلات هي المواد التي توصل التيار أحياناً. وعادة يكون في أشباه الموصلات القليل جدا من الإلكترونات في رابطة التوصيل لنقل التيار، إلا أن الفجوة في الطاقة بين حزمة التوصيل وحزمة التكافؤ صغيرة بما يكفي حتى إن الإلكترونات تستطيع، بالقليل من الإثارة، أن تعبر الفجوة وتجعل المادة موصلة، وتكون هذه الإثارة في شكل الجهد الكهربي المستخدم أو الحرارة أو الضوء. وتعتبر بعض المواد الصلبة أشباه موصلات طبيعية أو ما نسميه أشباه موصلات SبالطبيعةR. إلا أنه من الممكن جعل البعض الآخر قادرا على عبور الفجوة عن طريق عملية تسمى SبالتطعيمR مع أن الأمر ليست له أية علاقة بالرياضيين أو بالمخدرات. عادة ما يكون السليكون أول مادة تأتي بأذهاننا عندما نتحدث عن أشباه الموصلات، لكن في حقيقة الأمر لا يعتبر السليكون مادة شبه موصلة بالطبيعة، فالسليكون الصلب يجب أن يطعم ليصبح مادة شبه موصلة، والتطعيم هو عملية إضافة كمية قليلة جدا من الشوائب للمادة الصلبة مثل السليكون.
وبمجرد استنباط المبادئ الرئيسية لأشباه الموصلات، وجه العلماء جهودهم نحو ابتكار أنواع مختلفة من أشباه الموصلات، وفي هذه الأيام ثمة أشباه الموصلات التي تتأثر بالحرارة أو الألوان الضوئية المختلفة. فثمة أجهزة تقوم على المنطق الذي تقوم عليه أشباه الموصلات الذي تقوم بكل شيء ابتداء من ضبط المصباح إلى قيادة المركبات الفضائية. ولتكوين العديد من المواد يتطلب الأمر فهما كاملا لمبادئ الروابط الكيميائية والمبادئ الرئيسية للتفاعلات الكيميائية، حيث إن اثنين من هذه المفاهيم الأساسية- حفظ الكتلة وقانون النسب الثابتة - سيناقش فيما بعد.