mteb/MIRACLReranking huggingface dataset:
مقاومت و رسانایی الکتریکی همه عناصر و مواد از لحاظ عبور جریان برق به سه گروه رسانا، نیمه رسانا، و نارسانا (یا عایق) طبقه‌بندی می‌شوند. معمولاً در بین عناصر شناخته شده فلزات رسانای خوب جریان الکتریکی هستند و غیر فلزات، نارسانا و در برخی مواقع نیمه رسانا هستند. عدد اتمی و چینش الکترون‌ها و پیوندهای آن‌ها نقش به سزایی در رسانای الکتریکی دارد. بنابراین در این مورد استثنائاتی هم دارد. مثلاً نافلز بروم در گروه هفدهم و دوره چهارم جدول مندلیف قرار دارد. برم نافلزی است که رسانای جریان برق است. فلزات جریان برق را از خود عبور می‌دهند. ولی نافلزات این طور نیستند. "شبه فلز" نیز یک عنوان برای طبقه‌بندی عناصر شیمیایی است و به عناصری گفته می‌شود که خواصشان میان فلز و نافلز است. تعریف معینی برای شبه فلزها وجود ندارد اما آن‌ها دارای دو مشخصه هستند:
مقاومت و رسانایی الکتریکی هنگام کار با برق باید بدانیم که چه اجسامی (موادی) قابلیت انتقال جریان الکتریکی دارند و چه موادی ندارند. دسته اول را رسانا و دسته دوم را نارسانا می‌نامند.
شکست الکتریکی این پدیده در مواد عایق ممکن است باعث تغییر خصوصیت‌های آنها شود. مثلاً در مواردی از این روش به صورت کنترل شده برای رسانا کردن مواد نارسانا استفاده می‌شود که ماده تولیدی کیفیت خوبی هم خواهد داشت. در نیمه هادی ها مانند دیود اگر ولتاژ اعمالی در بایاس معکوس بیش از اندازه زیاد شود، پیوند های اتمی نیمه هادی می شکند و جریان عبوری از آن به یکباره به شدت افزایش یافته و باعث ذوب شدن و از بین رفتن نیمه هادی می شود.
اثر پیزومقاومتی اثر پیزومقاومتی مواد نیمه رسانا می‌تواند چندین برابر مقدار بزرگتر از اثر هندسی باشد و در موادی مانند ژرمانیوم، سیلیکون پلی کریستال، سیلیکون بی ریخت، کاربید سیلیکون و سیلیکون تک کریستال این‌گونه است. از این رو، کرنش سنج‌های نیمه هادی با ضریب حساسیت بسیار بالا ساخته می‌شود. برای اندازه گیریهای دقیق، کار با آنها به نسبت کرنش سنج‌های فلزی دشوارتر است، چون به‌طور کلی، کرنش سنج‌های نیمه رسانا به شرایط محیطی بسیار حساسند (بویژه دما).
ابررسانایی به‌طور مثال طلا و نقره رسانایی خوبی دارند، ولی چوب و پلاستیک رسانایی ندارند و موادی مانند سیلیسم و ژرمانیوم جزء نیمه رسانا می‌باشند که جریان الکترومغناطیسی و ترمودینامیکی روی اینها تأثیر جزئی می‌گذارند و در مقابل جریان رسانایی مقاومت وجود دارند که مانع انتقال جریان انرژی الکتریکی می‌شود. برای کم کردن مصرف انرژی و کارایی بالاتر و ارزانی وسایل باید دنبال موادی باشیم که مقاومت خیلی خیلی کمی در برابر جریان انرژی الکتریکی داشته باشند و تقریباً برابر مقاومت صفر باشند (ابر رسانا). در بعضی مواد وقتی به این حالت می‌رسیم که آن مواد در دمای ویژه‌ای قرار بگیرند که جریان دائماً در آن‌ها برقرار باشد.ابر رساناها از نظر رفتار فیزیکی به دو گروه تقسیم می‌شوند که بیشتر عناصر شامل گروه اول می‌شوند ولی آلیاژها و مقدار کمی از عناصر شامل گروه دوم می‌شوند. اختلاف گروه اول با گروه دوم در تعداد ناحیه و فواصل بین الکترون‌های آزاد می‌باشند؛ گروه اول دارای دو ناحیه و فاصله الکترون‌های آزاد آن کم می‌باشد؛ ولی گروه دوم دارای ۳ ناحیه هستند ولی فاصله الکترون‌های آزاد آن‌ها زیاد است.
کریستال مایع ستونی در این مواد تحرک‌پذیری بار در جهت ستون‌ها افزایش می‌یابد. در نتیجه این مواد در جهت ستون‌ها رسانا و در جهت عمود به ستون‌ها نارسانا هستند. از طرف دیگر این مواد دارای خاصیت خودساماندهی هستند. این دو خصوصیت باعث توجه به این مواد برای کاربرد در سلول‌های خورشیدی و نیز در دیودهای نوری شده‌است که با استفاده از مواد آلی ساخته می‌شوند. استفاده از این مواد در سلول خورشیدی و دیود نوری هنوز در مرحله تحقیق قرار دارد و به بازار راه نیافته‌است.
ریزساخت در تولید دستگاه‌های ساخته شده با روش‌های ریزساخت عموماً از یک یا دو فیلم نازک استفاده می‌شود. هدف از به کار بردن این فیلم‌ها ی نازک به نوع دستگاه بستگی دارد. در دستگاه‌های الکترونیکی جنس این فیلم‌ها می‌تواند رسانا، نیمه رسانا، یا نارسانا باشد. دستگاه‌های نوری می‌توانند فیلم‌های منعکس‌کننده، شفاف یا متفرق‌کنندهٔ نور داشته باشند. فیلم‌ها همچنین می‌توانند بخاطر اهداف شیمیایی یا مکانیکی استفاده شوند (مثل کاربرد آن‌ها در MEMS). برخی از روش‌های رسوب:
نانوسیم انواع بسیار مختلفی از نانوسیم‌ها وجود دارند، شامل فلزی (مثل نیکل، پلاتین، طلا)، نیمه‌رسانا (مثل سیلیسیم، ایندیوم فسفاید، نیترید گالیوم و …)، و نارسانا (مثل سیلیس، تیتانیا). نانوسیم‌های مولکولی از واحدهای مولکولی تکرارشوندهٔ آلی (مثل دی‌ان‌ای) یا معدنی (مثل MoSI) تشکیل شده‌اند.
تولیدکننده آب از هوا تلاش‌های اخیر موجب استفاده از اثر ترموالکتریک مواد نیمه رسانا شده که در آن یک طرف مواد نیمه رسانا گرم می‌شود هنگامی که طرف دیگر آن سرد است. در این برنامه، هوا بر روی فن‌های خنک‌کننده در سمت سرد برنامه پمپاژ می‌شود که دمای هوا را تا نقطه شبنم خود پایین می آوردو باعث متراکم شدن آب می‌شود، سپس آب حاصل جمع‌آوری می‌شود. به خاطر جامد بودن مواد نیمه رسانا، برای واحدهای قابل حمل بسیار مفیدند، اگرچه راندمان پایین چگالش آب معمولاً در رطوت بالا با مصرف زیاد انرژی سردکننده‌های ترمواکتریک همراه است.
الکترواستاتیک وجود عدم تعادل در بار سطحی به این معنی است که اشیا، نیروهای جاذبه یا دافعه از خود نشان می‌دهند. این عدم تعادل بار سطحی، که الکتریستهٔ ساکن تولید می‌کند، می‌تواند به وسیلهٔ تماس و سپس جدایش دو سطح با جنس مختلف، بر اثر پدیدهٔ باردار شدن الکتریکی تماسی و اثر تریبو الکتریک تولید شود. مالش دو جسم نارسانا مقدار زیادی الکتریستهٔ ساکن تولید می‌کند. این تنها بر اثر اصطکاک نیست؛ دو سطح نارسانا را می‌توان تنها با قرار دادن روی هم دارای بار الکتریکی کرد. از آنجا که بیشتر سطوح، ناهموار هستند، باردار شدن الکتریکی از راه تماس نسبت به مالش زمان بیشتری می‌برد. مالش دو جسم به هم مقدار تماس چسبنده را بین آن دو افزایش می‌دهد. معمولاً نارساناها، یعنی موادی که الکتریسیته را هدایت نمی‌کنند، بار سطحی را هم خوب تولید کرده و هم خوب نگه می‌دارند. مثال‌هایی از این مواد عبارتند از لاستیک، پلاستیک، شیشه، و مادهٔ سفید رنگ موجود در پوست پرتقال. مواد رسانا، به جز مواردی که مثلاً یک سطح فلزی به وسیلهٔ نارساناهای جامد یا مایع تحت تأثیر قرار می‌گیرد، به ندرت عدم تعادل بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. باری که هنگام باردار شدن الکتریکی منتقل می‌شود، بر روی سطح جسم ذخیره می‌شود. مولدهای الکتریسیتهٔ ساکن، دستگاه‌هایی‌ که ولتاژهای خیلی بالا در جریان خیلی پایین تولید کرده و برای نمایش پدیدهٔ الکتروستاتیک در کلاس درس مورد استفاده قرار می‌گیرند، بر این اثر تکیه دارند. توجه کنید که وجود جریان الکتریکی نه از نیروهای الکتروستاتیک و نه از جرقه زدن، تخلیهٔ کُرونا (Corona)، و پدیده‌های دیگر جلوگیری نمی‌کند. هر یک از این پدیده‌ها می‌توانند هم‌زمان با جریان الکتریکی در یک سیستم وجود داشته باشند.
نیم‌رسانا نیم‌رسانا یا نیمه‌رسانا یا نیمه‌هادی عنصری است که رسانایی الکتریکی آن، چیزی بین رسانا (مانند مس) و عایق الکتریکی (مانند شیشه) باشد. مقاومت الکتریکی نیم‌رسانا برخلاف فلزات، با افزایش دما کاهش می‌یابد. رسانایی این مواد را می‌توان با افزایش دقیق و کنترل‌شده آلاینده‌ها تغییر داد، که به این فرایند، دوپینگ یا آلایش گفته می‌شود.
سرامیک پیزوالکتریک مواد پیزوالکتریک موادی هستند که به خاطر فشار مکانیکی، می‌توانند الکتریسیته تولید کنند. همچنین، هنگامی که اختلاف پتانسیل الکتریکی به آن‌ها اعمال می‌شود، این مواد تغییر شکل پیدت می‌کنند. تمام مواد پیزوالکتریک نارسانا هستند و می‌توان آن‌ها را به دو گروه بلورها و سرامیک‌ها تفکیک کرد تیتانات زیرکونات سرب (PZT) تیتانات باریم و نیوبات لیتیم نمونه‌هایی از مواد پیزوالکتریک هستند. این مواد مصنوعی، اثر چشمگیرتری نسبت به کوارتز و سایر مواد پیزوالکتریک طبیعی دارند. تیتانات زیرکونات سرب در مقایسه با کوارتز (نخستین ماده پیزوالکتریک شناخته شده) اختلاف پتانسیل زیادتری را به ازای همان مقدار فشار مکانیکی اعمال شده، تولید می‌کند.
الکترونیک آلی دسته ای از مواد مورد علاقه در الکترونیک آلی رسانای الکتریکی هستند، یعنی موادی که می‌توانند بارهای الکتریکی را با مقاومت کم منتقل کنند. به‌طور سنتی، مواد رسانا غیر آلی هستند. مواد رسانای کلاسیک (و هنوز از نظر فنی غالب) فلزاتی مانند مس و آلومینیوم و همچنین بسیاری از آلیاژها هستند.
صفحه‌های الکترونیکی چاپی از هر هر دو نوع مواد طبیعی و غیر طبعی در این صنعت استفاده می‌شود. مرکب‌ها باید میع باشند تا حل، پراکنده شوند، همچنین باید دارای یکی از ویژگی‌های رسانا، نیمه رسانا و عایق را داشته باشند. هزینه مواد مصرفی باید با کاربرد محصول هماهنگ باشد.
سلول خورشیدی سلول‌های فتو ولتائیک از مواد ویژه‌ای ساخته شده‌اند که آن‌ها را semiconductor یا نیمه رسانا می‌نامیم از این مواد می‌توان به سیلیکون اشاره کرد که اکنون بسیار پرکاربرد است در اصل هنگامی که نور با سلول برخورد می‌کند مقدار مشخصی از آن توسط مواد نیمه رسانا جذب می‌شود این یعنی انرژی جذب شده از نور به نیمه رسانا منتقل می‌شود انرژی به الکترون‌های سست ضربه می‌زند و اجازه می‌دهد که آن‌ها آزاد شده و به گردش در آیند. سلول‌های فتو ولتائیک دارای یک میدان الکتریکی هستند که به عنوان یک اجبار برای الکترون‌های آزاد شده توسط نور جذب شده عمل می‌کند و آن‌ها را در جهت معینی به جریان می‌اندازد این گردش الکترون‌ها یک جریان ایجاد می‌کند و با قرار دادن اتصال‌های فلزی در پایین و بالای سلول فتو ولتائیک می‌تواند این جریان را برای مصارف مختلف بیرون بکشد این جریان به همراه ولتاژ درون سلول‌ها که در نتیجه میدان یا میدان‌های الکتریکی درونی سلول ایجاد می‌شود قدرت یا ولتاژ تولیدی توسط یک سلول خورشیدی را تعریف می‌کنند.
نیم‌رسانای آلی نیمه هادی آلی یک ماده آلی با خواص نیمه هادی یا نیمه رسانا است. برای مثال هدایت الکتریکی آن بین عایق و فلز قرار دارد. یک مولکول منفرد الیگومر و پلیمرهای آلی می‌توانند خاصیت نیمه رسانا از خود بروز دهند. این مواد آلی نقش مهمی در دیودهای گسیل دهنده نورو ترانزیستورهای اثر میدانی و سلول‌های فتوولتائیک دارند. در کریستال‌های مولکولی اختلاف انرژی بین قسمت فوقانی و قسمت زیرین لایه رسانا (شکاف بین باندهای انرژی) معمولاً ۲٫۵ – ۴ الکترون ولت می‌باشد و این در حالی است که در نیمه هادی‌های غیر الی شکاف بین باندهای انرژی ۱ – ۲ الکترون ولت می‌باشد. این امر دلالت بر این مسئله دارد که در واقع این مواد بیشتر در دستهٔ مواد عایق قرار می‌گیرند تا مواد نیمه هادی. این مواد تنها در صورتی خاصیت نیمه هادی بودن پیدا می‌کنند که نگهدارندهٔ بار الکتریکی از طریق الکترودها تزریق شده یا از طریق عملیات دوپ کردن صورت گیرد. امکان ایجاد نگهدارندهٔ بار الکتریکی از طریق تهییج نوری نیز وجود دارد. درک این مسئله نیز بسیار مهم است که تهییج اولیه نوری تهییج خنثی با انرژی پیوندی ۰٫۵ – ۱ الکترون ولت است. دلیل این مسئله ان است که در نیمه هادی‌های الی ثابت دی الکتریک کمتر از ۳ الی ۴ است. تولید بار الکتریکی از طریق تهییج نوری به صورت کارامد تنها در سیستم دمای دو تایی به دلیل انتقال بار الکتریکی بین دهنده‌ها و گیرنده‌های بار صورت می‌گیرد. تهییج خنثی به حالت پایه صورت می‌گیرد که این امر از طریق ساطع شدن فوتولوسینمانس اتفاق می‌افتد. حد جذب نوری نیمه هادی‌های الی ۱٫۷ – ۳ الکترون ولت است که برابر با طیف ۴۰۰ – ۷۰۰ نانومتر می‌باشد.
بار الکتریکی روش‌های انتقال بار: معمولاً برای اجسام نارسانا انجام می‌شود؛ وقتی ما دو جسم را به هم مالش می‌دهیم دارای بار الکتریکی می‌شود؛ یکی دارای الکترون می‌شود (منفی) و دیگری الکترون از دست می‌دهد (مثبت). معمولا برای اجسام رسانا انجام می‌شود؛ وقتی دو جسم رسانا را به هم تماس می‌دهیم بارها را به یکدیگر به نسبت حجم شان انتقال می‌دهند.
قوس الکتریکی قوس الکتریکی حالتی از تخلیه الکتریکی در هوا یا دیگر محیط‌هایی است که معمولاً نارسانا هستند. زمانی که جریان الکتریکی توسط هوای بین دو رسانا که مستقیماً با هم در تماس نیستند منتقل شود، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. این قوس به ولتاژ، هدایت الکتریکی محیط و فاصله بین دو رسانا بستگی دارد.
پیزوالکتریکی اثر پیزوالکتریک توانایی برخی مواد برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی می‌باشد. این اثر را برادران کوری، پیر و ژاک کوری، در دههٔ ۱۸۸۰ کشف کردند. موادی که این پدیده را از خود بروز می‌دهند مواد پیزوالکتریک نامیده می‌شوند. اثر پیزوالکتریک در انواع بسیاری از مواد از جمله تک بلورها، سرامیک‌ها، بسپارها و مواد مرکب دیده می‌شود. تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در برخی بلورهای نارسانا مثل کوارتز تحت کشش یا فشار معکوس هم‌اند و هر چه میزان فشار یا کشش بیش‌تر باشد، اختلاف پتانسیل تولید شده بیش‌تر است. اثر پیزوالکتریک معکوس به معنی تغییر شکل آن‌ها بر اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی است. اگر دو وجه روبرویی در هر یک از این بلورها را به اختلاف پتانسیل متناوب الکتریکی وصل کنیم، تغییر شکل متناوبی در آن رخ می‌دهد و به ارتعاش در می‌آید.
علم مواد در یک دسته‌بندی کلی، مواد مورد مطالعه در مهندسی مواد به شش گروه اصلی فلزات (متالورژی)، سرامیک‌ها، پلیمرها، مواد مرکب (کامپوزیت‌ها)، بیومتریال (زیست مواد) و نیمه‌رسانا‌ها تقسیم می‌شوند.
شتاب‌سنج پیزوالکتریک از دو روش رایج برای ساخت شتاب سنج‌ها استفاده می‌شود. یکی بر مبنای مبانی مقاومت مواد پیزو (piezoresistance) است و دیگری بر مبنای خاصیت الکتریکی آن‌ها (piezoelectricity) است. هر دو روش اطمینان می‌دهند که بردارهای شتاب قائم تأثیری در ردیابی نمی‌گذارند و آشکار نمی‌شوند. در روش اول ساخت، ابتدا یک لایه نیمه رسانا توسط یک لایهٔ ضخیم اکسید به ویفر نگهدارنده وصل می شئد. لایهٔ نیمه رسانا سپس به شکل هندسهٔ شتاب سنج در می‌آید. این لایهٔ نیمه رسانا یک یا تعداد بیشتری روزنه دارد و همین‌طور جرم زیر آن نیز روزنه‌های متناظری دارد. سپس لایهٔ نیمه رسانا به عنوان پوشش برای ایجاد حفره در لایهٔ اکسید زیرین استفاده می‌شود. جرم واقع در حفره توسط بازوهای لایه نیمه رسانا که خاصیت مقاومتی پیزو دارند نگه داشته می‌شوند. درست پایین شتاب سنج یک فضای خالی انعطاف‌پذیری است که اجازه می‌دهد جرم واقع در محفظه انعطاف داشته باشد یا در جهت عمود بر سطح شتاب سنج حرکت کند. شتاب سنج‌هایی که بر مبنای خاصین الکتریکی مواد پیزو کار می‌کنند (روش دوم) توسط مبدل‌های پیزو الکتریک ساخته می‌شوند. واحد متشکل از یک لولهٔ توخالی است که دو سر آن توسط مبدل پیزو الکتریک بسته شده‌است. مبدلها به صورت مخالف پلاریزه می‌شوند و به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که دارای خازن سری خاصی باشند. سپس لوله به صورت جزئی توسط مایع سنگینی پر می‌شود و شتاب سنج فعال می‌شود. در این حالت ولتاژ خروجی به صورت پبوسته اندازه‌گیری می‌شود و حجم مایع سنگین به گونه‌ای تنظیم می‌شود تا ولتاژ خروجی دلخواه به دست آید. در نهایت خروجی هر کدام از مبدل‌ها اندازه گرفته می‌شود و ولتاژ تفاضلی آن دو جدول‌بندی می‌شود و مبدل غالب شناسایی می‌شود.
هم‌محور یک کابل کواکسیال، به عنوان یک مثال معمول، یک ساختار خطی سه-بعدی است. یک سیم رسانا در مرکز (D)، یک رسانای بیرونی محیطی (B) و یک محیط نارسانا به نام دی‌الکتریک (C) دارد که این دو رسانا را جدا می‌کند. رسانای خارجی معمولاً در یک محافظ بیرونی پی‌وی‌سی پوشش (A) روکش شده‌است. همه اینها یک محور مشترک دارند.
پژوهشگاه مواد و انرژی نقطهٔ آغازین پژوهشگاه مواد و انرژی از پژوهشکدهٔ نیمه‌هادی­‌ها شروع شده‌است. در سال ۱۳۵۳ و از  بدو تأسیس مرکز پژوهش­‌های خواص و کاربرد مواد و نیرو در دانشگاه صنعتی شریف، به عنوان بخش مواد نیمه‌رسانا (گروه ساخت و قطعات کنونی) کار خود را آغاز کرد و با سه گروه رشد بلور، ساخت قطعات و شناخت مواد در حال فعالیت می‌باشد.
الکترونیک آلی اولین ماده رسانای آلی، پلی آنیلین، توسط هنری لتبی در سال ۱۸۶۲ توصیف شد. کار بر روی سایر مواد آلی پلیمری به‌طور جدی در دهه ۱۹۶۰ آغاز شد، رسانایی بالایی در سال ۱۹۶۳ برای مشتق تترایودوپیرول گزارش شد. در سال ۱۹۷۷، کشف شد که می‌توان پلی استیلن را با هالوژن‌ها اکسید کرد و مواد رسانا را از مواد عایق یا نیمه رسانا تولید کرد. جایزه ۲۰۰۰ نوبل شیمی به‌طور مشترک به آلن جی هیگر، آلن مک‌دایارمید و هیدکی شیراکاوا برای کار در مورد پلیمرهای رسانا اهدا شد که خانواده‌های بزرگ پلیمرهای رسانای الکتریکی از جمله پلی تیوفن، پلی فنیلن سولفید و سایر موارد را شناسایی کردند.
بار الکتریکی اگر جسم نارسانا باشد الکترون ها خیلی کند توزیع می شوند و در نقطه ی تماس می مانند این روش هم برای اجسام رسانا انجام می‌شود. ما این کار با یک یا دو کره عایق می‌توانیم بار را القا کنیم؛ برای مثال یک میله با بار منفی برداشته و به کره نزدیک می‌کنیم بر اساس قانون الکترواستاتیک (الکتریسیته ساکن) منفی‌ها دور می‌شوند و کره عایق‌مان را با استفاده از یک سیم رسانا به زمین اتصال می‌دهیم؛ بارهای منفی از کره خارج و بعد سیم را قطع و بعد میله را از آن دور می‌کنیم.
غیرفعال‌سازی غیرفعال سازی سطحی به فرایند ساخت دستگاه نیمه هادی عادی که برای الکترونیک مدرن بسیار مهم است اشاره دارد. در این فرایند یک سطح نیمه رسانا که در حال تعامل با هوا یا دیگر مواد از طریق سطح یا لبهٔ کریستال است، بدون اینکه ویژگی‌هایش تغییر کند، خنثی سازی می‌شود. این امرمعمولا با استفاده از اکسیداسیون گرمایی حاصل می‌شود. در یک‌نیمه هادیِ سیلیکون، این فرایند اجازه می‌دهد تا برق به‌طور بی نقص به سیلیکون رسانا درزیر سطح نفوذ کند، و بر سطحی که از رسیدن برق به لایه نیمه رسانا جلوگیری می‌کند، غلبه کند. غیرفعال سازی سطحی با اکسیداسیون حرارتی یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌های تکنولوژی سلیکون است، و در میکروالکترونیک بسیار نمایان است. روند غیرفعال سازی سطحی توسط محمد محمد عطاالله در آزمایشگاه‌های بل در اواخر دهه ۱۹۵۰ توسعه یافت. این ماده معمولاً برای ساخت ماسفت‌ها (ترانزیستور اثر میدان نیمه هادی اکسید فلزی) و تراشه‌های مدار یکپارچهٔ سیلیکونی (با فرایند سطحی) استفاده می‌شود، و برای صنعت نیمه رساناها حیاتی است. غیرفعال سازی سطحی در ساخت سلول‌های خورشیدی و فناری نقطه کوانتومی کربن نیز بسیار اهمیت دارد.
مواد دو بعدی مواد دو بعدی (2D) ، که گاهی اوقات به عنوان مواد تک لایه مورد اشاره قرار می گیرد، موادی کریستالی متشکل از یک لایه از اتم می باشند. این مواد در زمینه هایی مانند فتوولتائیک ، نیمه هادی ها ، الکترودها و تصفیه آب کاربرد دارند .
قطعات الکترونیکی چاپی از هر دو نوع مواد طبیعی و غیر طبعی در این صنعت استفاده می‌شود. مرکب‌ها باید مایع باشند تا حل، پراکنده شوند، همچنین باید دارای یکی از ویژگی‌های رسانا، نیمه رسانا و عایق را داشته باشند. هزینه مواد مصرفی باید با کاربرد محصول هماهنگ باشد. عملکرد الکترونیکی و قابلیت چاپ پذیری امکان تداخل با یکدیگر را دارا هستند، که این مهم نیازمند بهینه‌سازی دقیق است. خواص مواد بکار گرفته شده به‌طور عمده تعیین کنندهٔ تفاوت قطعات الکترونیکی چاپ شده و قطعات الکترونیکی تولید شده با روش‌های متداول است. مواد چاپ پذیر علاوه بر این قابلیت مهم دارای فوائد دیگری نظیر انعطاف‌پذیری مکانیکی و وقف پذیری کاربردی از طریق خواص شیمیایی خود می‌باشند.
عایق الکتریکی مقاومت الکتریکی عامل متمایزکننده مواد عایق الکتریکی از مواد رسانا و نیم‌رسانا است. مقاومت الکتریکی مواد عایق بالاتر از مواد رسانا و نیم‌رسانا است.
الکتروسکوپ برق‌نما یا الکتروسکوپ وسیله‌ای است که با استفاده از آن می‌توان باردار بودن، نوع بار و مقدار بار جسم از نظر الکتریکی و رسانا یا نارسانا بودن را شناسایی کرد. برای تشخیص باردار بودن از الکتروسکوپ بدون بار مثبت و برای تشخیص نوع بار از الکتروسکوپ که بار مشخّص دارد، استفاده می‌کنیم.
ترمیستورهای NTC ترمیستورها موادی نیمه‌هادی هستند که مقاومت آن‌ها با تغییر دما تغییر می‌یابد. ترمیستورهای NTCR موادی هستند که با افزایش دما مقاومت‌شان کاهش می‌یابد (دارای فاکتور TCR منفی هستند). به‌طور معمول نیمه‌هادی‌ها رفتار NTCR از خود نشان می‌دهند. بیشترین کاربرد مواد با این رفتار در سنسورهای دمایی است که روزانه کاربردشان در تکنولوژی‌های جدید افزایش می‌یابد و به دلیل حساسیت بالا، قیمت مناسب و دقت بالا همواره مورد توجه بوده‌اند.
برآرایی اهمیت تجاری برآرایی بیشتر از کاربرد آن در رشد مواد نیم‌رسانا برای تشکیل لایه‌ها و چاه‌های کوانتوم در دستگاه‌های الکترونیکی و فوتونیکی است - به عنوان مثال در رایانه، نمایش فیلم و برنامه‌های مخابراتی. روند برآرایی کلی است، اما ممکن است برای سایر طبقات مواد مانند فلزات و اکسیدها نیز وجود داشته باشد، که از دهه ۱۹۸۰ برای ایجاد موادی که مقاومت مغناطیسی غول پیکر را نشان می‌دهند (خاصیتی که برای تولید دستگاه‌های ذخیره‌سازی دیجیتالی با فضای بیشتر استفاده شده‌است).
مواد جاذب رادار اولین بار آلمان از مواد جاذب رادار به عنوان یک پوشش در طول جنگ جهانی دوم برای پریسکوپ و لولهٔ تنفسی در زیردریایی‌ها استفاده کرد تا انعکاس باند رادار را از ۲۰ سانتی متری کاهش دهد. این مواد ساختار لایه‌ای داشتند و بر پایهٔ ذرات گرافیت و دیگر مواد نیمه رسانا ساخته شده بودند که در یک محفظهٔ لاستیکی جاسازی شده است.
ویژگی‌های فلزات، شبه‌فلزات و نافلزات عنصرهای شیمیایی را می‌توان بر پایۀ ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مشترکشان به طور گسترده به ۳ دستۀ فلزها، شبه‌فلزها و نافلزها تقسیم کرد. همۀ فلزها ظاهر درخشان دارند (حداقل زمانی که تازه جلا خورده باشند). رساناهای خوبی برای گرما و برق هستند. با سایر فلزها آلیاژ تشکیل می‌دهند و حداقل یک اکسید بازی دارند. شبه‌فلزها موادی جامد و شکننده با ظاهری فلزی هستند که یا نیمه‌رسانا هستند یا به صورت نیمه‌رسانا وجود دارند و دارای اکسیدهای آمفوتریک یا اسیدی ضعیف هستند. نافلزها معمولاً ظاهری کدر، رنگی یا بی‌رنگ دارند. در حالت جامد شکننده هستند. رساناهای ضعیفی برای گرما و برق هستند و دارای اکسیدهای اسیدی هستند. بیشتر یا برخی از عنصرهای هر گروه دارای طیف وسیعی از ویژگی‌های دیگر هستند. تعداد کمی از عنصرها دارای ویژگی‌هایی هستند که با توجه به دسته‌بندی آن‌ها ناهنجار یا غیرعادی هستند.
پولیش بخار روش پولیش ترکیبات نیمه‌رسانا که از عناصر گروه III و گروه IV جدول تناوبی مانند گالیم آرسنید تهیه شده‌است، شامل مرحلهٔ واکنش نیمه رسانا با هالید نیتروژن در دمای کافی برای صیقل دادن یک‌نیمه رسانا و در فشار گاز عنصری است که از عناصر گروه V جدول تناوبی انتخاب شده‌است و برای جلوگیری از تفکیک ترکیب نیمه رسانا کافی است.
فیزیک مزوسکوپیک "فیزیک مزوسکوپی" همچنین به مشکلات عملی اساسی می‌پردازد. زمانی که یک جسم ماکروسکوپی کوچک می‌شود، مانند کوچک سازی ترانزیستورها در الکترونیک نیمه‌هادی، رخ می‌دهد. خواص مکانیکی، شیمیایی و الکترونیکی مواد با نزدیک شدن اندازه آن‌ها به مقیاس نانو تغییر می‌کند، جایی که درصد اتم‌ها در سطح مواد قابل توجه می‌شود. برای مواد توده‌ای بزرگ‌تر از یک میکرومتر، درصد اتم‌ها در سطح نسبت به تعداد اتم‌های کل ماده ناچیز است. این زیرشاخه عمدتاً به ساختارهای مصنوعی از فلز یا مواد نیمه‌رسانا می‌پردازد که با تکنیک‌های به کار رفته برای تولید مدارهای میکروالکترونیک ساخته شده‌اند.
آشکارسازهای نیمه‌رسانا آشکارساز نیمه رسانا در "فیزیکِ تشخیصِ پرتوهای یون‌ساز" دستگاهی است که از یک نیمه رسانا (معمولاً سیلیکون یا ژرمانیوم ) برای اندازه گیری اثر ذرات باردار یا فوتون های برخوردی استفاده می کند.
پلی‌فنیلن سولفید پلی فنیلن سولفید (PPS) یک پلیمر آلی است که از حلقه‌های آروماتیک متصل شده توسط سولفیدها تشکیل شده‌است. الیاف مصنوعی و پارچه‌های حاصل از این پلیمر در برابر واکنش شیمیایی و حرارتی مقاومت می‌کنند. PPS در فیلتر دیگهای بخار ذغال سنگ، نمدهای کاغذ سازی، عایق الکتریکی، خازن‌های فیلم، غشاهای مخصوص، واشرها و بسته‌بندی‌ها استفاده می‌شود. PPS پیش ماده یک پلیمر رسانا از خانواده پلیمرهای میله ای نیمه انعطاف‌پذیر است. PPS، که در غیر این صورت عایق است، می‌تواند با اکسیداسیون یا استفاده از مواد شیمیایی به فرم نیمه رسانا تبدیل شود.
پلی فنیلن سولفید پلی فنیلن سولفید (PPS) یک پلیمر آلی است که از حلقه‌های آروماتیک متصل شده توسط سولفیدها تشکیل شده‌است. الیاف مصنوعی و پارچه‌های حاصل از این پلیمر در برابر واکنش شیمیایی و حرارتی مقاومت می‌کنند. PPS در فیلتر دیگهای بخار ذغال سنگ، نمدهای کاغذ سازی، عایق الکتریکی، خازن‌های فیلم، غشاهای مخصوص، واشرها و بسته‌بندی‌ها استفاده می‌شود. PPS پیش ماده یک پلیمر رسانا از خانواده پلیمرهای میله ای نیمه انعطاف‌پذیر است. PPS، که در غیر این صورت عایق است، می‌تواند با اکسیداسیون یا استفاده از مواد شیمیایی به فرم نیمه رسانا تبدیل شود.
نیم‌رسانا رسانایی نیم‌رساناها در دمای اتاق چیزی بین رسانایی فلزات و نارساناها است. مرز نارساناها و نیم‌رساناها، با کاف نواری تعیین می‌شود. رسانایی جامدات معیار خوبی برای قضاوت نیست چرا که ممکن است یک ماده در اثر افزایش دما، رسانایی پایین، متوسط یا بالایی از خود نشان دهد. مقدار کاف نواری و رسانایی که مبنای تعیین یک جامد به عنوان نیم‌رسانا یا نارسانا قرار گیرد، به کاربرد آن جامد بستگی دارد. نیم‌رساناها به دو نوع نیم‌رسانای ذاتی و غیرذاتی تقسیم می‌شوند.
باریکه یونی متمرکز در صورتی که نمونه نارسانا باشد، می‌توان از تفنگ الکترونی با انرژی پایین جهت جدا نمودن بار استفاده کرد. در این حالت، با تصویربرداری به وسیلهٔ یون‌های ثانویه مثبت (با استفاده از باریکه یونی مثبت)، حتی نمونه‌های بسیار عایق نیز قابل تصویربرداری و خردسازی بدون استفاده از پوشش رسانا می‌باشند.
اثر پیزومقاومتی در مواد رسانا و نیمه رسانا، تغییرات فواصل درون اتمی ناشی از کرنش، باند گپ را تحت تأثیر قرار می‌دهد و حرکت الکترون‌ها را در باند هدایت آسان‌تر (یا سخت‌تر بسته به نوع ماده و کرنش) می‌سازد. این امر به تغییر در مقاومت ماده منتهی می‌شود. در محدوده خاصی از فشار این رابطه خطی است، به طوری که ضریب پیزومقاومتی که در آن ثابت است.
مهندسی برق الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در خلاء در مواد رسانا یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می‌پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، فعالیت می‌کند. البته متأسفانه به علت عدم توانایی رقابت در بازار با برندهای مشهور موجود، در ایران در سطح وسیع، تولید قطعات الکترونیکی صورت نمی‌گیرد.
نانوکامپوزیت گرافنی رسانایی زیاد و نسبت طول به عرض ذاتی گرافن، دستیابی به آستانه تراوایی الکتر یکی را در کسر وزنی‌های کمتر در مقایسه با دوده و نانو لوله‌های کربنی چنددیواره ممکن ساخته‌است این رسانایی کاربرد نانوکامپوزیت‌های پلیمرهای رسانا را از حسگرها تا موادی با قابلیت تخلیه الکتروستاتکیی و مواد محافظ و مداخله گر امواج الکترومغناطیسی و الکترودها گسترش می‌دهد.
پذیرنده (نیمه‌رسانا) پذیرنده به اتمی گفته می‌شود که اگر به عنوان ناخالصی به نیمه‌رسانا افزوده شود، نیمه‌رسانای مثبت درست می‌کند.
دهنده (نیمه‌رسانا) دهنده به اتمی گفته می‌شود که اگر بعنوان ناخالصی به نیمه‌رسانا افزوده شود، نیمه‌رسانای منفی درست می‌کند.
سلول خورشیدی سلول های خورشیدی معمولاً از مواد نیمه‌رسانا، مخصوصاً سیلیسیم، تشکیل شده‌است. هر اتم سیلیسیم با چهار اتم دیگر پیوند تشکیل می‌دهد و بدین صورت، شکل کریستالی آن پدید می‌آید.
نانو روکش در حال حاضر سیستم‌های پوشش دهی یک‌راهه مبتنی بر نانو مواد استفاده می شود؛ مانند پوشش‌‌های ضد آتش، با پوشش‌‌های رسانا و یا پوشش ‌های ی که قابلیت حس کردن خوردگی بالقوه را دارند. اما سیستم‌‌های دو راهه مانند موادی با حافظه هندسی و پوشش ‌های ی با قابلیت تغییر خاصیت آب گریزی - آب دوستی و پوشش‌‌های حاوی ذرات ترمو کرومیک، چالش برانگیزتر هستند.
اتاق تمیز اتاق‌های تمیز معمولاً برای تولید مواد نیمه رسانا مانند ژرمانیوم، سیلیکون یا برای تولید لوازم تکنولوژیک پزشکی و زمینه‌های دیگر که تولیدات مربوط به آن‌ها نیاز به محیطی کنترل شده دارند
لیزر آبشار کوانتومی درون یک توده کریستال نیمه رسانا، الکترون‌ها می‌توانند دارای حالتی در یکی از دو نوار انرژی پیوسته باشند: نوار ظرفیت که الکترون‌های کم انرژی حجم زیادی از آن را اشغال کرده‌اند، و نوار رسانش که الکترون‌های پرانرژی بخش‌های پراکنده‌ای از آن را اشغال کرده‌اند. این دو نوار انرژی توسط یک نوار ممنوعه انرژی از هم جدا شده‌اند که در آن اجازه حضور هیچ حالتی از الکترون نیست. دیودهای لیزری نیمه رسانای معمول، با تابش یک فوتون در زمانی که یک الکترون پرانرژی در نوار رسانش با یک حفره در نوار ظرفیت بازترکیب می‌شود، نور تولید می‌کنند. بنابراین، انرژی فوتون و در نتیجه طول موج تابش دیود لیزری توسط نوار ممنوعه سیستم مورد استفاده تعیین می‌شود. اما QCL از مواد توده‌ای (bulk) نیمه رسانا در منطقه فعال نوری خود استفاده نمی‌کند، بلکه QCL از یک سری تناوبی لایه‌های باریک از مواد مختلف تشکیل شده که با هم تشکیل یک ابرشبکه می‌دهند. ابرشبکه سبب ایجاد یک پتانسیل الکتریکی متغیر در طول دستگاه می‌شود که بدین معناست که احتمال اشغال موقعیت‌های مختلف توسط الکترون‌ها در طول دستگاه متغیر است. به این حالت محدودسازی چاه کوانتوم چندگانه یک بعدی گفته می‌شود که سبب جدا شدن نوار انرژی‌های مجاز به تعدادی زیرنوار الکترونیک گسسته می‌شود. با طراحی مناسب ضخامت لایه‌ها، امکان آن وجود دارد که وارون سازی جمعیتی را که مورد نیاز برای تابش لیزر است، بین دو زیرنوار در سیستم مهندسی کرد. از آنجا که موقعیت سطوح انرژی در سیستم در درجه اول توسط ضخامت لایه و نه جنس ماده تعیین می‌شود، امکان آن وجود دارد که طول موج QCLها را در یک دامنه گسترده در یک سیستم ماده یکسان تنظیم کرد.  به علاوه، در دیودهای لیزری نیمه رسانا، الکترون‌ها و حفره‌ها پس از بازترکیب در نوار باندی خنثی می‌شوند و دیگر نمی‌توانند نقشی در تولید فوتون بازی کنند. اما در QCL تک قطبی، به محض اینکه یک الکترون دچار انتقال بین زیرنواری شد و فوتونی را در یک پریود ابرشبکه تابش کرد، می‌تواند به پریود بعدی ساختار تونل بزند و فوتون دیگری تابش کند. این روند که یک الکترون با پیمودن مسیر در ساختار QCL سبب تابش چندین فوتون می‌شود، وجه تسمیه‌ای برای لفظ آبشاری است و بازده کوانتومی بزرگتر از یک را امکان‌پذیر می‌سازد که موجب توان خروجی بالاتری نسبت به دیودهای لیزری نیمه رسانا می‌شود.
تاریخ شیمی در میانهٔ قرن بیستم کنترل ساختار الکترونیکی مواد نیمه‌رسانا با ساخت شمش‌های بسیار خالص سلیسیوم و ژرمانیوم بسیار مهم شده‌بود. بررسی ترکیب شیمیایی و کنترل غلظت عناصر سازندهٔ نیمه‌رساناها باعث اختراع ترانزیستور در سال ۱۹۵۱ شد. این دستاورد سبب ساخت تراشه‌ها برای استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوتر شد.
ماشین‌کاری سایشی ماشین‌کاری مافوق صوت که گاهی سنگ زنی ضربه‌ای مافوق صوت نامیده می‌شود از یک ابزار ارتعاشی مافوق صوت برای راندن مواد ساینده در دوغاب روی سطح قطعه کار استفاده می‌کند. ابزار در حالی که مشغول ارتعاش با وسعت میدانی در حدود چندین هزارم اینچ و بسامد بیست کیلوهرتز است به موازات محور تغذیه وارد قطعه کار می‌شود. هنگامی که ابزار وارد قطعه می‌شود، شکل منفی ابزار داخل قطعه تراشیده می‌شود. عمل برش توسط ذرات ساینده درون دوغاب که به صورت مستمر به زیر ابزار رانده می‌شود انجام می‌شود. تا ۶۰ درصد وزنی دوغاب را ذرات ساینده تشکیل می‌دهد. ساینده‌های سبک‌تر برای تسهیل جریان دوغاب در ایجاد سوراخ‌های عمیق استفاده می‌شوند. کاربید برن، اکسید آلومینیم و کاربید سلیسیم عمده‌ترین ساینده‌هایی هستند که به صورت دانه‌های بین اندازه سمبادهٔ ۴۰۰ تا ۲۰۰۰ مورد استفاده قرار می‌گیرند. وسعت میدان ارتعاش بایستی به صورت تقریبی با اندازه برش تقریباً تنظیم گردد. در این روش می‌توان از ابزارهای شکل دار برای برش هر ماده‌ای استفاده کرد ولی برای موادی با سختی ۴۰ راکول شامل مواد ترد و نارسانا مانند شیشه مؤثرتر است. در ماشین‌کاری مافوق صوت از مبدل‌های قابل تغییر شکل با مغناطیس یا پیزوالکتریک برای انتقال ارتعاشات با بسامد بالا به ابزار و ابزارگیر استفاده می‌شود. ذرات ساینده موجود در دوغاب توسط ابزار مرتعش سرعت بسیار بالایی می‌گیرند. ابزار معمولاً از جنس برنج، کاربید، فولا نرم یا فولاد ابزار است و بر حسب سختی آن‌ها مقدار سایش متفاوت خواهد بود. نسبت سایش (ماده برداشته شده در مقابل سایش ابزار) بین یک به یک (برای فولاد ابزار) تا صد به یک (برای شیشه) متغیر است. به دلیل تعداد بالای چرخه‌های اعمال بار، ابزار باید مقاومت کافی در برابر خستگی داشته باشد. پهنای برش در حدود دو برابر اندازه ذرات ساینده است و سوراخ به تدریج باریک می‌شود. این امر باعث می‌شود که نسبت عمق به قطر معمول سوراخ در حدود سه به یک محدود باشد. زبری سطح توسط اندازهٔ ذات سازنده کنترل می‌شود. سوراخ‌ها، شیارها و حفره‌های شکل دار مختلف را می‌توان به آسانی با این روش در انواع مواد سخت، رسانا یا نارسانا، فلزی، سرامیکی یا مرکب ایجاد کرد. مزایای این روش عبارت اند از: این روش یکی از محدود روش‌های ماشین‌کاری است که قادر به ماشین‌کاری شیشه است و همچنین ایمنی‌ترین روش ماشین‌کاری است. به دلیل نرمی پوست، این فرایند روی آن تأثیر ندارد. به واسطهٔ ارتعاش ثانویه ممکن است لرزش در محدوده‌ای وسیع ایجاد شود. علاوه بر ماشین‌کاری، انرژی مافوق صوت برای سکه زنی، صیقل کاری، حذف زائده‌ها و خان کشی نیز استفاده می‌شود. پلاستیک‌ها را می‌توان با استفاده از انرژی مافوق صوت جوش کاری کرد.
پنل خورشیدی آن‌ها به تکنولوژی‌های بازیافت خاصی نیاز دارند مثلاً استفاده از وانهای شیمیایی برای جدا کردن مواد نیمه رسانای متفاوت. برای ماژول‌های کادمیوم فلورید، پروسه بازیافت با خرد کردن ماژول و جدا کردن اجزاء مختلف شروع می‌شود. این پروسه برای بازیافت ۹۰٪ شیشه و ۹۵ درصد مواد نیمه رسانا طراحی شده‌است در سال‌های اخیر، کمپانی‌های خصوصی تجهیزات بازیافت‌کننده را در مقیاسی بزرگ ساخته و راه‌اندازی کرده‌اند. از سال ۲۰۱۰، کنفرانس سالانه اروپایی، کلیه سازندگان، بازیافت کنندگان و محققان را گرد هم می‌آورد تا به آینده بازیافت ماژول pv رسیدگی کنند.
الماس مصنوعی اکثر مواد با رسانندگی گرمایی بالا معمولاً رسانای الکتریکی هم هستند مثل فلزات. در مقابل، الماس مصنوعی خالص رسانندگی گرمایی بالا دارد ولی رسانایی الکتریکی آن ناچیز است. این ترکیب برای مصارف الکترونیک پرارزش است چون الماس به عنوان گرماخور برای لیزرهای دیودی پُرتوان، آرایه‌های لیزر و ترانزیستورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اتلاف حرارت بهینه عُمر وسایل الکتریکی مذکور را طولانی می‌کند و هزینه‌های بالای تعویض آن وسایل، استفاده از گرماخورهای الماسی نسبتاً گران‌قیمت را توجیه می‌کند. در فناوری نیمه رساناها، گرماگسترهای الماس مصنوعی از زیاد گرم شدن سیلیسیم و دیگر مواد نیمه رسانا جلوگیری می‌کند.
لایه‌نشانی بخار شیمیایی لایه‌نشانی بخار شیمیایی یکی از روش‌های لایه‌نشانی در خلاء برای تولید مواد با کیفیت، با کارایی بالا و جامد می‌باشد. از این روش معمولاً در صنایع نیمه رسانا برای تولید لایه‌های نازک استفاده می‌شود.
اثر هال هنگامی که یک نیمه‌رسانای حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار گیرد، بر حامل‌های جریان نیمه‌رسانا نیرویی وارد می‌شود که جهت آن هم بر جهت جریان و هم بر جهت میدان مغناطیسی عمود است. پس از تعادل، ولتاژی در دو لبه‌های نیمه‌رسانا ایجاد می‌گردد.
اثر پیزومقاومتی با به‌کارگیری انواع مواد نیمه رسانا مانند ژرمانیوم، سیلیکون پلی کریستال، سیلیکون بیریخت و سیلیکون تک کریستال، از اثر پیزومقاومت نیمه رساناها در دستگاه‌های حسگر استفاده شده‌است. از آنجا که سیلیکون ماده مطرح در طراحی مدارهای آنالوگ و دیجیتال است، استفاده از دستگاه‌های سیلیکونی پیزومقاومتی توجه زیادی را به خود جلب کرده‌است. این خاصیت به ویژه در مدارهای CMOS و دوقطبی برای حسگر تنش حائز اهمیت است.
سامانه فتوولتاییک سلول‌های خورشیدی از مواد نیمه رسانا ساخته می‌شوند. سلول‌های خورشیدی می‌توانند این انرژی خورشیدی را با ۵ تا ۳۰ درصد مستقیماً به الکتریسیته تبدیل کنند. عنصر اصلی تمام این سلول‌ها سیلیکون است. به‌طور کلی سه نوع سلول خورشیدی تعریف شده‌اند:
سلول‌های خورشیدی چاپ شده سلول‌های خورشیدی چاپ شده، سلول‌های خورشیدی‌ای هستند که با روش‌های کم‌هزینه و با فناوری بالا تولید می‌شوند و از چاپگر جوهرافشان سه بعدی برای چاپ مواد نیمه‌رسانا و الکترودها بر روی بستر سلول خورشیدی (لایه‌های زیرین آن) استفاده می‌کنند.
غلاف کربن قطر غلاف‌های کربنی گستره از ۱ تا ۵۰ نانومتر را شامل می‌شود. طیف گسترده و مختلف اندازه فولرن‌ها و ساختارهای گوناگون نانولوله‌ها ترکیبات گوناگونی ایجاد می‌کند و می‌تواند سبب ایجاد خاصیت هدایت الکتریکی متفاوتی برای غلاف کربنی بسته به جهت زاویه‌گیری و میزان چرخش آن شود. به عنوان مثال، C @ (۱۰٬۱۰) یک ابررسانه خوب است و غلافC @ (۱۷٬۰) یک نیمه رسانا است و نوار ممنوعه محاسبه شده برای C @ (۱۷٬۰) برابر با ۰٫۱ ولت است. تحقیقات در مورد پتانسیل آن‌ها به عنوان نیمه رسانا همچنان ادامه دارد. اگرچه هر کدام چه فولراید آلایش شده و چه رشته‌های SWNT ابررسانا هستند، اما متأسفانه دمای بحرانی برای رسیدن به فاز ابررسانایی در این مواد کم است. این امید وجود دارد که نانو-غلاف‌های کربنی بتوانند در دمای اتاق نیز خاصیت ابررسانایی داشته باشند.
دستگاه فتوکپی درام قلب یک دستگاه فتوکپی است که در اصل یک استوانه‌ فلزی پوشیده شده از یک ماده هادی نور است. جنس این ماده، معمولا از یک نیمه‌هادی مانند سیلیکون، ژرمانیوم یا سلنیوم است. این مواد، در شرایطی خاص رسانای الکتریسیته‌ و در سایر شرایط نارسانا هستند. این سطح در تاریکی نارساناست ولی با عبور اشعه نور و گرم شدن الکترونها قادر به عبور جریان الکتریکی است. با استفاده از این خاصیت، می‌توان به اندازه یک نوار از تصویر را بر روی این استوانه ایجاد کرد. تصویر کامل، با چرخش استوانه، نوار به نوار روی آن به وجود می‌آید.
مقاومت و رسانایی الکتریکی در زندگی امروزی اجسام رسانا نقش بسیار اساسی ایفا می‌کنند. به عنوان نمونه، می‌توان به سیم‌های انتقال اشاره کرد که به این وسیله جریان برق تولید شده در نیروگاه‌ها به شهرها و مناطق مسکونی منتقل می‌شود. البته اهمیت مواد رسانا تنها به این مورد خاص محدود نمی‌شود. اگر وسایل برقی خانگی را مورد توجه قرار دهیم و به مواد مختلف رسانا که در ساختمان آن بکار رفته‌است توجه کنیم، اهمیت این مواد بیشتر واضح خواهد بود.
میکروسکوپ الکترونی میکروسکوپهای الکترونی روبشی که در حالت خلاء بالا معمولی کار می‌کنند، معمولاً از نمونه‌های رسانای تصویر استفاده می‌کنند؛ بنابراین مواد غیر رسانا به پوشش رسانا نیاز دارند (آلیاژ طلا / پالادیوم، کربن، اسمی و غیره). حالت کم ولتاژ میکروسکوپ‌های مدرن، مشاهده نمونه‌های غیر رسانا بدون پوشش را ممکن می‌سازد. مواد غیر رسانا نیز می‌توانند توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی فشار متغیر (یا محیطی) تصویر شوند.
نانوپزشکی نانوسیم، نانوساختاری با قطری در مقیاس نانومتر (۹–۱۰ متر) است. همچنین می‌توان نانوسیم‌ها را به‌عنوان ساختارهایی با ضخامت یا قطری در اندازهٔ ده‌ها نانومتر یا کم‌تر، و طولی نامشخص تعریف کرد. سیم‌ها در ابعاد نانومتری خواصی غیرمعمول از خود بروز می‌دهند. [۲۰] اثرات مکانیک کوانتومی، در این مقیاس‌ها اهمیت می‌یابد - و همین منجر به ابداع واژهٔ «سیم کوانتومی» شده‌است. انواع بسیار مختلفی از نانوسیم‌ها وجود دارند، شامل فلزی (مثل نیکل، پلاتین، طلا)، نیمه‌رسانا (مثل سیلیسیم، ایندیوم فسفاید، نیترید گالیوم و …)، و نارسانا (مثل سیلیس، تیتانیا). نانوسیم‌های مولکولی از واحدهای مولکولی تکرارشوندهٔ آلی (مثل دی‌ان‌ای) یا معدنی (مثل Mo6S9-xIx) تشکیل شده‌اند. روش‌های عمده ساخت نانو سیم‌ها عبارتند از:۱-تکنیک لیتو گرافی. ۲- روش خودآرایی. ۳- استفاده از فرایندهای شیمیایی. ۴- بمباران سیم بزرگتر توسط ذرات پر انرژی دیگر.[۲۰]
کورپوریشن بین‌المللی ساخت نیمه‌رسانا ابرشرکت بین‌المللی ساخت نیمه‌رسانا () به اختصار اس‌ام‌آی‌سی (SMIC) یک ابرشرکت ریخته‌گری نیمه‌رسانا است که مقر آن در شانگهای چین است. این ابرشرکت مدار مجتمع خدمات تولید یکپارچه ۳۵۰ نانومتری را طی فرایندی به فناوری ۲۸ نانومتری است. واحدهای تولید اس‌ام‌آی‌سی در سراسر سرزمین اصلی چین است و ادارات آن در ایالات متحده، ایتالیا، ژاپن و تایوان است و یک دفتر نمایندگی در هنگ کنگ دارد. از مشتریان قابل توجه این ابرشرکت می‌توان کوالکام، برودکام و تگزاس اینسترومنتس را نام برد.
ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی 1- در وایرکات یا «وایرکات ای‌دی‌ام» یا «وایرکاتینگ» یک سیم نازک فلزی به متراژ بالا که معمولا از جنس برنج است و از یک قرقره تامین می‌شود در یک مایع نارسانا درون یک تانک قرار دارد. از وایرکات برای برش صفحات ضخیم تا قطر 30 سانت استفاده می‌کنند تا سمبه، ماتریس یا ابزارهایی را از موادی بسازند که بسیار سخت هستند و ماشینکاری آنها با دستگاههای دیگر بسیار مشکل است.
لایه‌نشانی بخار شیمیایی سی‌دی‌وی لایه‌نشانی بخار شیمیایی افزایش یافته با پلاسما با انرژی کم (LEPECVD) - از پلاسمای کم چگالی و کم انرژی برای به دست آوردن لایه‌نشانی اپیتاکسیال مواد نیمه رسانا با سرعت بالا و دماهای پایین استفاده می‌کند.
انباشت بخار شیمیایی افزایش یافته با پلاسمای کم‌انرژی انباشت بخار شیمیایی افزایش یافته با پلاسمای کم‌انرژی () CVD) از پلاسمای کم‌چگالی و کم‌انرژی برای به دست آوردن رسوب اپیتاکسیال مواد نیمه رسانا با سرعت بالا و دماهای پایین استفاده می‌شود.
ترکیب یونی به لحاظ ترمودینامیکی ایجاد نقض در یک بلور منظم فرآیندی گرماگیر است اما در عین حال موجب افزایش آنتروپی می‌شود که عاملی مطلوب و پیش برنده برای ایجاد نقض در ساختار بلور است. نقض‌های بلوری بر ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها نیز اثرگذار است. بلورهای دارای نقض ساختاری معمولاً در ویژگی‌هایی چون رنگ، رسانایی الکتریکی و چگالی با بلورهای بدون نقض تفاوت دارند. این تفاوت در تولید کاتالیزگرها، مواد نیمه‌رسانا و مواد لومینسانس کاربرد دارد.
سلول خورشیدی آلی سلول فتوولتائیک یک دیود نیمه رسانا ویژه است که نور را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند. بسته به شکاف باند مواد جذب کننده نور، سلولهای فتوولتائیک همچنین می‌توانند فوتونهای کم مصرف، مادون قرمز (IR) یا پر انرژی، فرابنفش (UV) را به الکتریسیته DC تبدیل کنند. ویژگی مشترک هر دو مولکول و پلیمرهای کوچک (شکل ۲) که به عنوان ماده جذب کننده نور در فتوولتاییکها استفاده می‌شود این است که همه آنها دارای سیستم بزرگ مزدوج هستند. یک سیستم مزدوج که از اتم‌های کربن با پیوند کووالانسی متناوب تشکیل می‌شود. الکترون این هیدروکربن به شکل یک پیوند π از ابعاد محلی مداری با π * پادپیوند مداری است. اوربیتال نامتمرکز π بالاترین مدار مولکولی اشغالی (HOMO) است و مداری π * پایینترین مدار مولکولی غیرقابل استفاده (LUMO) است. در فیزیک نیمه رسانا آلی، HOMO نقش نوارهای هدایت و ظرفیت را به عهده می‌گیرد در حالی که LUMO به عنوان باند انتقال استفاده می‌شود. جداسازی انرژی بین سطح انرژی HOMO و LUMO شکاف باند مواد الکترونیکی ارگانیک در نظر گرفته شده‌است و به‌طور معمول در محدوده ۱–۴ الکترون‌ولت است.
نانومیله آنها ممکن است از فلزات یا مواد نیمه رسانا سنتز شده باشند. نانومیله‌ها از سنتز شیمیایی مستقیم تولید می‌شوند. یک ترکیبی از لیگاند‌ها مانند عوامل کنترل شکل عمل می‌کنند و با استحکام‌های متفاوت به اشکال مختلف نانومیله پیوند می‌خورند، که این اجازه می‌دهد که اشکال مختلف نانومیله در نرخ‌های مختلفی رشد کنند و اشیا بلندی را تولید کنند.
گرمارنگی دی اکسید وانادیم برای استفاده به عنوان پوشش پنچره انتخابی طیفی برای انتقال فروسرخ بررسی شده‌اند و اتلاف گرمای داخلی ساختمان را از طریق پنجره‌ها کاهش می‌دهند. این مواد مانند نیمه رساناها در دماهای پایین عمل می‌کنند، اجازه انتقال بیشتر را می‌دهند و مانند یک رسانا در دماهای بالاتر، قابلیت بازتاب بالایی را فراهم می‌کنند. تغییر فاز بین نیمه رسانای آشکار و فاز هدایتی بازتابی در دمای ۶۸درجه رخ می‌دهد؛ و همراه با ۱٫۹٪ از تنگستن دمای انتقال را به ۲۹ درجه کاهش می‌دهد.
ان‌ایکس‌پی ان‌ایکس‌پی یکی از بیست فروشنده بزرگ محصولات نیمه‌رسانا در جهان است. این شرکت در سال ۱۹۵۳ هنگامی که اعضای هیئت مدیره فیلیپس تصمیم گرفتند محصولات نیمه‌رسانا تولید کنند؛ در شهر نیمیخن، هلند تأسیس شد.
ادوات نیم‌رسانا ادوات نیم‌رسانا یا قطعات نیم‌رسانا یک قطعه الکترونیکی است که از خواص ویژه الکترونیکی مواد نیم‌رسانا، عمدتاً سیلیکون، ژرمانیوم و گالیم آرسنید و همچنین نیم‌رسانای آلی بهره می‌برد.
فوتوکاتالیز کلمات Photokatalyse و photokatalytisch احتمالاً برای نخستین بار توسط پلاتنیکوف در کتاب Photochemie, که در سال ۱۹۱۰ منتشر شد مورد استفاده قرار گرفتند. البته در برخی منابع استفاده از این دو کلمه به کتاب ایشان با عنوان Allgemeine Photochemie که در سال ۱۹۳۶ منتشر شد، نسبت داده شده‌است. تقریباً چهار دهه پس از این اتفاق، یعنی در دهه ۸۰ میلادی، برخی از محققان شروع به انجام مطالعات سطحی روی فوتوکاتالیست‌هایی مانند تیتانیا و اکسید روی کردند. فوجیشیما و هوندا (۱۹۷۲) با استفاده از یک الکترود نیمه رسانا از جنس تیتانیا در یک سلول فوتوالکتروشیمیایی، فوتولیز آب را انجام دادند که منجر به سرعت گرفتن تحقیقات در حوزه فوتوکاتالیز شد. این کار به عنوان آغازی جدی برای تحقیقات در این حوزه در نظر گرفته می‌شود. در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، تلاش‌های زیادی برای درک روند اساسی و بهبود کارایی فوتوکاتالیستی تیتانیا انجام شد. در چند سال گذشته، از مواد نیمه رسانا به عنوان فوتوکاتالیست در تصفیه هوا و آب، کانی سازی آلاینده‌های آلی خطرناک و کاربردهای صنعتی و بهداشتی استفاده شده‌است.
ترکیب آلی نیمه رساناهای آلی (ارگانیک) یکی از موادی هستند که در ساخت سلول خورشیدی و دیود نوری مورد توجه قرار گرفته‌اند. هر چند که استفاده از این مواد در سلول‌های خورشیدی بازده کمتری را نسبت به هم‌تایان سیلیسیمی خود موجب می‌شوند اما به دلایل زیر برای استفاده‌های غیر صنعتی و کاربردهای روزانه نامزد خوبی هستند:
آشکارسازهای نیمه‌رسانا در آشکارسازهای نیمه‌رسانا، انرژی لازم جهت تولید جفت الکترون-حفره در مقایسه با آشکارسازهای گازی بسیار کم است. در نتیجه، در آشکارسازهای نیمه‌هادی تنوع آماری ارتفاع پالس کوچکتر بوده و در نتیجه قدرت تفکیک انرژی بسیار بالاتر است. چون سرعت حرکت الکترون بسیار سریع است، رزولوشن زمانی نیز خوب بوده، و به زمان خیز وابسته است. در مقایسه با آشکارسازهای یونیزاسیون گاز، چگالی آشکارسازهای نیمه هادی بسیار بالا بوده و ذرات باردار با انرژی بالا می‌توانند انرژی خود را به یک‌نیمه هادی با ابعاد نسبتاً کوچک انتقال دهند.
تحرک‌پذیری این مفهوم با عنوان عمومی‌تر تحرکپذیری الکتریکی برای هر نوع بار الکتریکی که در یک سیال و تحت میدان الکتریکی قرار دارد تعریف می‌شود.  در مواد نیمه رسانا علاوه بر تحرک‌پذیری الکترون‌ها تحرک‌پذیری حفره (الکترونیکی)‌ها نیز قابل اندازه‌گیری است. تحرک‌پذیری معمولاً به میدان الکتریکی اعمال شده وابسته‌است و با افزایش دما كاهش می‌یابد.
نیم‌رسانای دو بعدی نیمه رساناهای دوبعدی، دسته ای از نیم‌رسانا‌های طبیعی هستند که ضخامت آنها در مقیاس اتمی می‌باشد. اولین عضو این خانواده که در سال ۲۰۰۴ میلادی توسط آندره گایم و کنستانتین نووسلف کشف گردید، گرافین نام دارد. این ماده، ساختاری تک لایه از اتم‌های کربن است که دارای آرایش لانه زنبوری (شش ضلعی منتظم) می‌باشند. علت توجه فراوان به این مواد از اینروست که این نیم‌رساناها از اتصالات پیزوالکتریک(اثر فشاربرقی) قوی تری نسبت به مواد در حالت بالک برخوردارند که آنها را به گزینه ای مناسب جهت استفاده در اجزای نانو الکترونیک برای کاربرد در حسگرهاو اکتیویتورها تبدیل می‌کند. در این حوزه پرکاربرد در فیزیک حالت جامد، در حال حاضر بیشتر تحقیقات بر روی طراحی ادوات نانو الکترونیک با استفاده از گرافن به عنوان ماده ای رسانای الکتریکی، نیترید بور هگزاگونال (hBN) به عنوان عایق الکتریکی و دی کالکوژنیدهای فلزات انتقالی به عنوان نیم‌رسانا متمرکز است.
پلیمرهای رسانا برای رسانا کردن این مواد چند روش وجود دارد:
ویسکوالاستیسیته از جمله مواد ویسکوالاستیک مشهور می‌توان به پلیمرهای آمورف، پلیمرهای نیمه‌بلوری، بیوپلیمرها، فلزات در دماهای بسیار بالا و مواد قیری اشاره کرد. ترک خوردگی در بافت‌ها و استخوان‌های بدن هنگامی شکل می‌گیرد که کرنش و کشیدگی ناگهانی و بیش از حد کشسان بافت‌ها، به آن‌ها اعمال می‌شود. لیگامنت‌ها و تاندون‌ها موادی ویسکوالاستیک هستند؛ در نتیجه شدت جراحت وارد شده بستگی به دو عامل سرعت اعمال کرنش بافت‌ها و نیروی اعمال شده دارد.
شتاب‌دهنده هوش مصنوعی در سال ۲۰۲۰ میلادی، Marega و همکارانش. آزمایش‌هایی را با یک ماده تونل فعال با مساحت بزرگ برای توسعه دستگاه‌ها و مدارهای منطقی در حافظه بر اساس ترانزیستورهای اثر میدانی دروازه شناور (FGFET) معرفی کردند. چنین نیمه رساناهای نازک اتمی ای برای برنامه‌های پرکاربرد یادگیری ماشینی با انرژی کارا مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که ساختار اصلی دستگاه برای عملیات منطقی و ذخیره داده‌ها استفاده می‌شود. این پژوهشگران مواد دو بعدی مانند دی سولفید مولیبدن که نیمه رسانا است را به کار گرفتند.
اثر مگنتوالکتریک مگنتو الکتریک‌های ترکیبی، ترکیبی از مواد کششی مغناطیسی (موادی که بر اثر مغناط‌یس تغییر شکل می‌دهند) و مواد کششی الکتریکی (موادی که بر اثر میدان الکتریکی تغییر شکل می‌دهند) مانند مواد فرومغناطیس و مواد پیزو الکتریک می‌باشد. اندازه این اثر به سازوکار میکروسکوپی بستگی دارد.
شیمی اکتینید امکان استفاده از خاصیت‌های منحصربه‌فرد لانتانیدها در نانوتکنولوژی در عمل به اثبات رسیده‌است. منشأ خاصیت‌های اپتیکال (نوری) خطی و غیرخطی ترکیب‌های لانتانیدها در هنگام اختلاط با فتالوسیانین‌ها، پروفیرین‌ها، نفتالوسیانیدها و سایر مواد مشابه و پیش‌بینی نحوه واکنش با مواد غیرفعال و واکنش‌ناپذیر در سطح فعال لانتانیدها بحث شده‌است. بر اساس ساختار الکترونی و خاصیت‌های لانتانیدها و ترکیب‌هایشان مانند شاخصه‌های اپتیکی و مغناطیسی، هدایت الکترونی و یونی و تغییرات جاذبه‌ای موتورهای مولکولی طبقه‌بندی شدند: موتورهای با سرعت پرشدن بالا یا موتورهای حافظه ذخیره‌ای، موتورهای مولکولی ثبت‌کننده انرژی‌های نوری بر اساس عنصرهای Ln(II) و Ln(III)، موتورهای مولکولی الکتروشیمیایی دارای بلورهای سیلیکات و فسفات، موتورهای مولکولی که عملکرد آن‌ها بر اساس فاز هدایتی و انتقالی عایق‌های نیمه‌رسانا یا فلز-نیمه‌رسانا یا فلز-ابررسانا است، موتورهای مولکولی الکترولیتی جامد و در آخر موتورهای مولکولی کوچک‌شده برای تجزیه و تحلیل‌های پزشکی. نشان داده‌شده‌است که نانوذرات ترکیب‌های Ln x M y که از لحاظ ترمودینامیکی پایدار هستند می‌توانند توسط عنصرهای دسته d که پس از عنصرهای فلزی منگنز، تکنسیم و رنیوم در جدول تناوبی واقع شده‌اند، تشکیل شوند.
برآرایی برای انتشار یا تشخیص کارآمد فوتون‌ها، اغلب لازم است که این فرایندها را به لایه‌های نیم‌رسانای بسیار نازک محدود کنیم. این لایه‌های نازک که روی لایه‌های نیم‌رسانا رشد می‌کنند، لایه‌های اپتاکسیال نامیده می‌شوند زیرا تبلور آنها با لایه بستر مطابقت دارد حتی اگر ترکیب مواد متفاوت باشد - به عنوان مثال، آرسنید آلومینیوم گالیم (GaAlAs) که در بالای یک بستر آرسنید گالیوم رشد می‌کند. لایه‌های بدست آمده چیزی را تشکیل می‌دهند که ساختار ناهمگونی نامیده می‌شود. بیشتر لیزرهای نیم‌رسانا که به‌طور مداوم کار می‌کنند از ساختارهای ناهمگن تشکیل شده‌اند، یک مثال ساده متشکل از لایه‌های آرسنید گالیوم با ضخامت ۱۰۰۰ آنگستروم که بین لایه‌های تا حدودی ضخیم‌تر (حدود ۱۰۰۰۰ آنگستروم) آرسنید آلومینیوم گالیم قرار دارند - همه به صورت همبافته(epitaxial) روی یک بستر آرسنید گالیوم رشد می‌کنند. ساندویچ زدن و تکرار لایه‌های بسیار نازک یک‌نیمه هادی بین لایه‌های یک ترکیب متفاوت باعث می‌شود که بتوان شکاف باند لایه ساندویچ را اصلاح کرد. این تکنیک، مهندسی شکاف باند نامیده می‌شود، اجازه ایجاد مواد نیمه هادی با خواصی را می‌دهد که در طبیعت یافت نمی‌شوند. مهندسی شکاف باند، که به‌طور گسترده با نیم‌رساناهای مرکب III-V استفاده می‌شود، همچنین می‌تواند در نیم‌رساناهای بنیادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم اعمال شود.
باریکه یونی متمرکز باریکه یونی متمرکز یا بیم روشی برای نمونه‌سنجی است که در آن از باریکه متمرکز یون‌ها برای تصویرسازی یا لایه‌برداری از نمونه استفاده می‌شود. این تکنیک در فناوری نیمه‌رسانا، مهندسی و علم مواد و ماشین‌کاری کاربرد دارد. از دیگر زمینه‌های کاربرد این فناوری زیست‌شناسی است که برای تجزیه و تحلیل، رسوب‌دهی و فرسودن بکار می‌رود.
رآکتور شیمیایی رآکتور بسته گونه ساده‌ای از رآکتورهای شیمیایی هستند که به صورت مخزنی همراه با همزن و سیستم تبادل حرارت است. در این رآکتورها مواد اولیه داخل رآکتور پر می‌شود و سپس واکنش انجام می‌گیرد. پس از تکمیل واکنش و تولید محصول، در رآکتور باز شده و محصولات تخلیه می‌شوند. این فرایند بارها و بارها قابل تکرار است. رآکتورهای نیمه بسته نیز به همین صورت است با این تفاوت که در این نوع از رآکتورها، مواد اولیه به آرامی به مخزن افزوده می‌شود اما خروجی از رآکتور وجود ندارد. از رآکتورهای بسته عمدتاً در تولید محصول در ابعاد کم و محصولاتی که متقاضی مقطعی یا فصلی دارند استفاده می‌شود. موادی مانند مواد دارویی از جمله موادی هستند که در سیستم‌های بسته تولید می‌شود. تغییر در شکل فرایند با استفاده از رآکتورهای بسته به مراتب آسان‌تر و به صرفه تر از فرآیندهای پیوسته‌است. دانستن سینتیک و سازوکار فرایند در رآکتورهای بسته کم‌اهمیت تر است به همین سبب است که سینتیک عمده فرآیندهای داروسازی ناشناخته است. معادله عمومی رآکتورهای بسته به شکل زیر تعریف می‌شود:
طیف‌بینی فروشکست القایی لیزری فروشکست به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن ماده دراثر بالا رفتن دماواعمال میدان الکتریکی از حالت نارسانابه حالت رسانا تبدیل می‌شود. شروع این فرایند را فروشکست و ادامه آن را تخلیه گویند. در واقع فروشکست لحظه تبدیل ماده از حالت نارسانا به رسانا را گویندکه دراثراعمال میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. زمان شروع فرایند فروشکست ۸–۱۰ تا ۴–۱۰ ثانیه‌است. زمانی که میدان به ماده اعمال می‌شود، فروشکست در ماده رخ می‌دهد. با گذشت زمان یونیزاسیون داخل ماده زیادتر و زیادتر شده تا جایی که در نهایت با نور سفیدی که با چشم قابل رویت است همراه می‌شود. میدانی که تخلیه را ایجاد می‌کند، می‌تواند هر نوع میدانی اعم از Ac, Dc، الکترومغناطیسی، امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا و امواج اپتیکی باشد و یونیزاسیونی که اتفاق می‌افتد، می‌تواند درجات متفاوتی داشته باشد.
شکل‌دهی الکتریکی در شکل‌دهی الکتریکی ساده، یک حمام الکترولیت برای نشاندن نیکل یا سایر فلزات شکل پذیر با الکتریک بر روی یک سطح طرح دار رسانا مانند استیل ضد زنگ استفاده می‌شود. هنگامی که مادهٔ رسوب داده شده به ضخامت دلخواه رسید،الکتروفرم اصلی از لایهٔ قبلی جدا می‌شود. این عملیات امکان تکثیر با کیفیت بالا قطعهٔ اولیه (پایه) را داده و اجازهٔ تولید با کیفیت در - هزینه‌های واحد پایین با تکرارپذیری بالا و عملیات کنترل عالی را می‌دهد. اگر ماندرل (سنبه) از ماده‌ای نارسانا درست شده باشد می‌توان آن را توسط ماده‌ای رسانا پوشش داد. از لحاظ تکنیکی این روندی از سنتر یک شی فلزی با کنترل آبکاری فلز که از یک محلول الکترولیز عبور می‌کند می‌باشد. شیی که که از روش الکتروفرمینگ ایجاد می‌شود می‌تواند یک بخش دائمی نهایی تولید بوده یا موقت ( همانطور که دربارهٔ موم داریم ) باشد و بعد تر جدا شود تا تنها شکل فلزی باقی بماند.
نیم‌رسانا نیم‌رساناها در حالت طبیعی خود رسانایی اندکی دارند چرا که برای برقراری جریان الکتریکی، الکترون‌های آزاد لازم است و نوار رسانش نیم‌رساناها پر است، و از ورود الکترون‌های آزاد جلوگیری می‌کنند. با روش‌های مختلفی مانند «آلایش» و «اثر میدان یا دروازه‌سازی» می‌توان رسانایی نیم‌رساناها را مانند مواد رسانا افزایش داد، که به نیم‌رساناهای نوع-n و نوع-p می‌انجامد. اگر تعداد الکترونها نامیزان باشد مواد تبدیل به رسانا می‌شوند.
ساب‌اکسید رابط سیلیکون-سیلیکون دی اکسید نقش مهمی در فناوری نیمه هادی ایفا می کند و برای مدت طولانی مورد مطالعه قرار گرفته است. دلیل علاقه به مطالعه جایگاه و خواص SiO نه تنها برای تحقیقات آکادمیک است، بلکه برای درک بهتر شکل‌گیری و ساختار روابط Si-SiO مفید می‌باشد و می‌تواند به بهبود ساختارهای نازک اکسید های فلزی نیمه رسانا (MOS) کمک کند. علاوه بر این، لایه‌های SiO تعبیه‌شده در ساختار سیلیکون تک کریستالی (c-Si) می‌تواند راهی برای بهبود خواص ترموالکتریک Si باشد، زیرا انتظار می‌رود لایه‌های نازک SiO هدایت حرارتی را کاهش دهند، اما همچنان رسانایی الکتریکی بالایی را ممکن می‌سازند و بنابراین نیاز به مواد ارزان قیمت و در دسترس برای مواد ترموالکتریک با دمای بالا را برآورده می کند.
تقویت‌کننده نوری این قطعات که بر اساس باز ترکیب الکترون-حفره در مواد نیمه رسانا کار می‌کنند وظیفه اصلی تقویت مستقیم سیگنال نوری را بر عهده دارند. این تقویت‌کننده‌ها که اغلب به صورت الکتریکی یا با لیزر توان پایین پمپ می‌شوند همانند لیزرهای حفره عمودی نشرکننده از سطح (VCSEL)ها دارای ابعاد کوچکی هستند. ویژگی اصلی این قطعه این است که در آن ترکیب هر چهار پدیده اپتیک غیر خطی به کار گرفته می‌شود که همین امر نیمه رساناها را به عنوان اجزای اصلی برای فرایندهای سیگنال نوری تبدیل میکند.