यद्यपि कार्बन,सिलिकॉन और जर्मेनियम की जाली संरचना समान है और प्रत्येक में चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन हैं,फिर भी उनकी बैंड संरचना के कारण ऊर्जा अंतराल इस प्रकार है:

$Sn, C, Si$ और $Ge$ सभी समूह $XIV$ के तत्व हैं। फिर भी,$Sn$ एक चालक है,$C$ एक कुचालक है जबकि $Si$ और $Ge$ अर्धचालक हैं। क्यों?

अर्धचालक (semiconductor) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
$(A)$ $0 \ K$ पर कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।
$(B)$ किसी भी तापमान पर मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।
$(C)$ तापमान के साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है।
$(D)$ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक चालक (conductor) की तुलना में कम होती है।

सोडियम प्रकाश के एक फोटॉन की ऊर्जा $(\lambda = 589 nm)$ एक अर्धचालक पदार्थ के बैंड गैप के बराबर है। $300 K$ तापमान पर $E/kT$ का मान ज्ञात कीजिए।

इस प्रश्न में कथन $1$ और कथन $2$ दिए गए हैं। कथनों के बाद दिए गए चार विकल्पों में से,वह चुनें जो दोनों कथनों का सबसे अच्छा वर्णन करता है।
कथन $1$ : एक शुद्ध अर्धचालक का प्रतिरोध का ताप गुणांक ऋणात्मक होता है।
कथन $2$ : तापमान बढ़ाने पर,अधिक आवेश वाहक चालन बैंड (conduction band) में मुक्त हो जाते हैं।

जब एक अर्धचालक का तापमान बढ़ाया जाता है,तो उसका प्रतिरोध और विद्युत चालकता क्रमशः: