تعتمد الخواص الكهربائية في أشباه الموصلات على الخواص التركيبية للمادة، وتعتمد كذلك على العديد من المؤثرات مثل: الحرارة، والضوء، والمجال الكهربائي والمغناطيسي، وكثافة الذرات الشائبة، وتعدّ التوصيلية الكهربائية (المقاومة النوعية) من أهم الصفات التي يمكن من خلالها تصنيف المواد الصلبة من خلال نموذج حزم الطاقة  (Energy Band Model) وطبقا لهذا النموذج فأنّ حزمة التكافؤ في أشباه الموصلات تكون مشغولة كليا بالالكترونات وتنفصل عن حزمة التوصيل والتي تكون فارغة كليا من الالكترونات عند الصفر المطلق (تكون أشباه الموصلات عازلة عند درجة الصفر المطلق) بوساطة فجوة الطاقة وهي عبارة عن فرق الطاقة بين أوطأ نقطة في حزمة التوصيل وأعلى نقطة في حزمة التكافؤ لذلك يصعب على الإلكترون أن ينتقل من حزمة التكافؤ إلى حزمة التوصيل دون أن يتجاوز هذه الفجوة، لذلك فانّ انتقال الإلكترون من حزمة التكافؤ إلى حزمة التوصيل يحتاج إلى كمية قليلة من الطاقة أما أن تكون ضوءا أو حرارة تاركا الثقب الموجب (Hole) في حزمة التكافؤ وهذا يعطي خاصية التوصيل الكهربائي بالالكترونات السالبة والثقوب الموجبة، حيث يتكون عن هذه العملية نوعان من حاملات الشحنة  (Charge Carriers)، هما الالكترونات في حزمة التوصيل والفجوات في حزمة التكافؤ أو ما يسمى بالأزواج (إلكترون-فجوة)⁽¹⁾ وكما مبين في الشكل الآتي:

    إن حركة الفجوات تكون عشوائية في اتجاهات مختلفة إلا أن تسليط مجال كهربائي عليها يدفع بهذه الفجوات إلى الحركة باتجاه المجال الكهربائي ويعكس اتجاه حركة الالكترونات، وتصنف التوصيلية الكهربائية في المواد اعتمادا على نوع التيار المار فيها إلى نوعين⁽²⁾:

-1 التوصيلية الكهربائية المستمرة (D.C): Direct Conductivity                

  إن التوصيلية الكهربائية (σ) تتناسب تناسبا طرديا مع كثافة التيار الكهربائي(J)، وعكسيا مع المجال الكهربائي (E) ⁽³⁾:

σ =J/E                                                                                      (4-1)

   إذ يتم التعبير عن التوصيلية الكهربائية بالعلاقة الآتية:

σ = σ_o (μ_n n + μ_p p)                                                                      (5-1)

إذ أن (σ_o) تمثل التوصيلية المعدنية، (μ_n) تمثل تحركية الإلكترون، (μ_p) تمثل تحركية الفجوة، ويخضع تغير التوصيلية الكهربائية مع درجة الحرارة لأشباه الموصلات لعلاقة أرهينوس (Arhhinus):

   حيث أن (Ea) طاقة التنشيط الحراري للتوصيلية والتي يمكن الحصول عليها من العلاقة بين (lnσ) مع مقلوب درجة الحرارة (1/T)، (T) درجة الحرارة المطلقة، (K_β) ثابت بولتزمان.

-2 التوصيلية الكهربائية المتناوبة (A.C): Alternating Conduction

       تعدّ قياسات التوصيلية المتناوبة (A.C) مكملة لقياسات التوصيلية المستمرة وليس بديلا عنها بسبب محدودية التوصيلية المستمرة وعدم قدرتها على كشف الحواجز الداخلية، ولهذا فأن قياسات التوصيلية المتناوبة مع التوصيلية المستمرة تعطي صورة واضحة ومتكاملة للخواص الكهربائية للمواد، وكذلك أهميتها الرئيسة والتي تقع في القدرة على إعطاء المعلومات حول استجابة النظام للاستقطابيات⁽⁴⁾، وكذلك مناطق الفقد نتيجة تسليط المجال المتناوب، والذي يكون ذا فائدة في أشباه الموصلات العضوية حيث يمكن من خلاله التعرف على مقدار الفقدان والناتج عن دوران عزم القطب (Dipole Moment) مع مجاميع الذرات في الجزيئة، كما بينت بعض الدراسات⁽⁵⁾ إن بعض المواد العضوية تتصف بفقدان في قيمة التيار المتناوب والذي يكون غير مرتبط مع المقاومات الداخلية المتصلة أو توصيلية المادة الحجمية، وان ذلك يعود إلى وجود الشوائب والتي تكون غير مؤثرة في حالة التوصيل المستمر، إن السلوك العام لأشباه الموصلات هي اعتماد التوصيلية الكهربائية على تردد المجال الكهربائي، والفولتية المسلطة، حيث تزداد التوصيلية بزيادة التردد الزاوي وفقا للعلاقة الآتية⁽⁶⁾:

σ (ω) = A ω^u                                                        (7-1)                                       

       حيث (A) ثابت، (u) العامل الأسي (u<1).        

     وتعزى هذه الآلية من التوصيل إلى عمليات الاسترخاء نتيجة لحركة الالكترونات بوساطة التنطط بين المواقع المتزنة.

-------------------------------------------------------------------------------------

1-M.N.Ruddera & J.Wilson, “Elements of Solid State Physics”,2rd ed.Jhon Wiley & sons,81,(1984).

2-P.W.Anderson, “A.M.Portis,Phys.”,109,1492,(1979).

3-F.Gutmann & L.E.Lyons, “Organic Semi Conductors”,Jhon Wiley & sons Inc.,New York,(1967).

5-A.K.Jouscher, “Thin Solid Films”,36,1,(1976).

6-C.M.Huggins & A.H.Shaurbough, “Dielectric Properties of Some Organic Semiconductors”, Ch.2,(1981).