半导体元件是近代电子学的基础，包括收音机、电脑、电视中都有半导体元件。半导体元件包括电晶体、太阳能电池、二极体及积体电路。大阳能光电板是大型的半导体元件，直接将光能转换为电能。在金属导体中，电流是由于电子的流动所造成，但在半导体中，电流是由于材料能带结构中的电子流动以及带正电电洞流动所造成。常见的半导体材料包括硅、锗及砷化镓。
纳米材料.许多固体当其大小为几个纳米时，其特性也会随之改变。例如金和硅分别是金色和灰色，但金和硅的纳米料子都是红色，大小为约2.5纳米的金纳米粒子，其