​​半导体是导电性介于导体与绝缘体之间的关键材料，其核心特征包括可控电导率、温度敏感性和能带结构​​。通过掺杂和工艺设计，半导体可精准调控电流，成为现代电子器件（如芯片、太阳能电池）的基础。以下是其核心特征的详细解析：

1. ​​可控电导率​​：半导体的导电性可通过掺杂或电场调节。例如，硅中掺入磷（N型）或硼（P型）可分别增加自由电子或空穴，实现电流的定向控制。这一特性是晶体管和集成电路工作的基础。

2. ​​能带结构与禁带宽度​​：半导体的价带与导带之间存在禁带（$E_g$），硅的禁带宽度为1.12eV。禁带宽度决定了材料的光电特性——砷化镓（GaAs）因窄禁带（1.43eV）更适合高频器件，而氮化镓（GaN）的宽禁带（3.4eV）适用于高温高压场景。

3. ​​温度敏感性​​：半导体电导率随温度升高而增加（与金属相反）。例如，硅在25°C时电阻率约为$2.3\times 10^3\Omega \cdot cm$，但温度每升10°C，电阻率下降约50%，这一特性需在芯片散热设计中重点考量。

4. ​​载流子迁移率​​：电子和空穴的迁移率（如硅中分别为1500和450 cm²/V·s）直接影响器件速度。化合物半导体（如GaAs）的电子迁移率可达硅的5倍，常用于5G通信芯片。

5. ​​缺陷与纯度控制​​：晶格缺陷（如位错）会降低载流子寿命。现代芯片要求硅纯度达99.9999999%（9N级），单晶硅的位错密度需小于$10^3/c{m}^2$，通过提纯和区域熔炼技术实现。

​​总结​​：半导体的特征使其成为信息时代的“基石材料”。未来，宽禁带半导体（SiC、GaN）将推动新能源和量子计算发展，而原子级掺杂技术（如δ掺杂）有望突破摩尔定律极限。