A félvezetők olyan anyagok, amelyek tulajdonságai valahol a vezetők és a szigetelők között vannak. Gyakori elemi félvezetők a szilícium (Si) és germánium (Ge). A szilícium az oxigén után a második leggyakoribb elem a Földön. A legtöbb a talajban és a kőzetekben található, de szilíciumot tartalmaz a természetes víz, a fák és növények is. A szilícium atom külső elektronhéján négy elektron található, amelyek négy másik atommal tökéletes kovalens kötést tudnak kialakítani, így az elem képes kristályszerkezetek vázát létrehozni.
Célja a vezetőképesség módosítása a szennyeződések félvezető kristályba történő bevezetésével. A szilícium két legfontosabb szennyező anyaga a foszfor (5 elektron a külső pályán) és a bór (3 elektron a külső pályán).
Szennyezéssel n-típusú és p-típusú félvezetők alkothatók. Fontos, hogy ezek továbbra is semleges töltésűek maradnak, a kifejezések a többségben lévő töltéshordozókra vonatkoznak. Az n-típusban a többségben lévő szabad elektronok tudnak elmozdulni, a p-típusban az elektronhiányt kifejező lyuknak mozgása hozza létre az áramot. Önmagában a két típus hasztalan, de összekapcsolva elektronikai eszközök alakíthatók ki.
A kiürített réteg az n-típusú és p-típusú félvezetők érintkezésénél alakul ki. Amikor a kettőt összekapcsolják, a szabad elektronok az n-típusú rétegből a p-típusú rétegbe áramlanak, ezáltal lyukakat képeznek. A folyamat egy olyan zóna kialakulásához vezet, amely fontos szerepet játszik a félvezető eszközök működésében.
A nem elemi félvezetők, mint gallium-nitrid (GaN) és gallium-arzenid (GaAs), kiegészítik az elemi félvezetők által kínált lehetőségeket, és különböző alkalmazási területeken nyújtanak előnyöket, mint vezetőképesség, energiahatékonyság és rugalmasság. Ezek az anyagok lehetővé teszik a miniaturizált és nagy teljesítményű eszközök kifejlesztését. Példa képpen ma már számos okostelefon mellé GaN alapú töltőt kínálnak.