半导体是电子工业的核心材料，其区别于导体和绝缘体的独特性质体现在导电特性可调控、温度敏感性突出、掺杂工艺可控、光电转换效率高、材料组合多样化五大特征上。这些特性使其成为集成电路、光伏发电、传感器等领域的基石。

1. 导电特性介于导体与绝缘体之间
   半导体的导电能力随外界条件发生显著变化：

   • 本征半导体在绝对零度时呈现绝缘体特性，温度升高或光照条件下价电子跃迁形成自由载流子
   • 通过掺入微量杂质（如磷、硼）可形成N型（电子导电）或P型（空穴导电）半导体
   • 电导率介于金属（10⁶ S/m）与绝缘体（10⁻¹⁰ S/m）之间，典型值在10⁻⁶-10² S/m区间可调

2. 温度敏感性强于常规材料
   电阻率呈现与金属相反的负温度系数特性：

   • 温度每升高1℃，电阻率下降约5%，灵敏度是铂电阻的10倍以上
   • 该特性被广泛应用于温度传感器制造，如热敏电阻工作范围可达-50℃至300℃
   • 高温环境下载流子浓度指数级增长，需通过散热设计保障器件稳定性

3. 掺杂工艺实现精准调控
   通过离子注入、扩散等技术控制电学性能：

   • ppm级（百万分之一）掺杂浓度变化可使导电类型反转
   • 外延生长技术制备的异质结界面精度达原子级（＜0.5nm）
   • 能带工程可定制特定禁带宽度（如GaN的3.4eV、SiC的3.26eV）

4. 光电转换效率领先
   兼具光吸收与载流子输运双重优势：

   • 光伏效应将＞20%的太阳光能转化为电能（单晶硅电池最高效率26.8%）
   • 光电导效应使探测器响应时间达纳秒级（如InGaAs光电二极管）
   • 发光二极管（LED）电光转换效率超50%，远超白炽灯的5%

5. 材料组合拓展应用边界
   元素半导体与化合物材料形成互补体系：

   • 硅基材料占据90%集成电路市场，成本低但高频性能受限
   • 砷化镓（GaAs）适用于5G通信毫米波器件（频率＞24GHz）
   • 氮化镓（GaN）功率器件开关损耗比硅基IGBT降低75%

掌握这些特征需重点关注材料选择与工艺匹配，不同应用场景需优化掺杂浓度、界面结构、能带设计等参数。随着宽禁带半导体发展，第三代半导体材料正突破传统硅基器件的物理极限。