En equilibri termodinàmic, el nivell de Fermi del sistema compost pels dos materials ha d’ésser el mateix i constant, i això significa d’una banda, la difusió de portadors entre els dos materials, a causa de la seva diferent concentració i, d’altra banda, l’aparició d’un camp elèctric intern originat per la variació de densitat de càrrega que en resulta. Aquest camp elèctric creix a mesura que augmenta la variació de la densitat de càrrega, i dóna lloc a un potencial elèctric a la zona de transició entre els dos materials, on es produeix la variació de càrrega. Així, cada vegada és més difícil per un portador de superar la barrera de potencial, i d’aquesta manera s’arriba a un equilibri dinàmic, en què la variació de càrrega produïda dóna lloc a l’aparició d’una barrera d’energia que impedeix el pas dels portadors. En el cas que la càrrega sigui deguda a l’acumulació de portadors lliures hom parla d’un contacte de baixa resistència i/o òhmic. Al contrari, quan la càrrega s’assoleix pel buidament dels portadors lliures que deixen les impureses dopants sense compensar, hom parla de contacte rectificador. En aquest darrer cas, el fet d’haver-hi una zona buida de portadors lliures o zona d’alta resistivitat anomenada zona de càrrega espacial, fa que en aplicar un camp elèctric exterior, el potencial originat per aquest camp modifiqui la barrera energètica que existia a l’equilibri. Segons el sentit del camp elèctric exterior aplicat, la barrera energètica pot augmentar, i aleshores hom parla de polarització inversa de la junció, o bé disminuir de manera que permeti el pas de corrent, i aleshores hom parla de polarització directa de la junció. Aquesta propietat constitueix el fonament de la majoria dels dispositius electrònics amb semiconductors: díodes sòlids, transistors, tiristors, cèl·lules fotoelèctriques, etc. En el cas del contacte de baixa resistència, hom té una zona d’alta resistivitat de manera que en aplicar un camp elèctric extern, la modificació del potencial es produeix al llarg de tot el material i no afecta el contacte. La junció entre dos semiconductors pot ésser qualificada d’heterojunció o d’homojunció segons que els materials constituents siguin diferents o iguals; hom parla de juncions pn, nn+, pp+ segons quin sigui el tipus de portador majoritari de cada material. La junció entre un metall i un semiconductor, quan és rectificadora, és denominada barrera o contacte Schottky.
f
Electrònica i informàtica