半導體物理學是一個研究半導體材料和器件行為的學科。半導體材料（如矽、鍺等）由於其在導電性質方面介於導體和絕緣體之間，使其在電子學和光電子學等領域中起著重要作用。以下是半導體物理學的一些主要概念：

能隙： 半導體的一個重要特性是其能隙，這是價帶（能態中電子填滿的最高能態）和傳導帶（允許電子流動的最低能態）之間的能量差。能隙的大小決定了半導體的導電性質。

摻雜： 通過在半導體中摻入不同的元素，可以改變其導電性質。摻雜分為n型（摻入能提供自由電子的元素，增加導電性）和p型（摻入能提供正電荷的元素，增加導電性）。

電洞和自由電子： 在半導體中，當電子被激發到傳導帶時，會在價帶中留下一個“電洞”，這是正電的空缺。自由電子和電洞是半導體中導電的關鍵因素。

電子和電洞的結合： 在半導體材料中，電子和電洞可以結合形成電子-電洞對，這對於一些半導體元件的運作非常重要，如光電二極管和激光二極管。

半導體器件： 半導體物理學涉及許多半導體器件的研究和設計，包括二極管、場效應電晶體（FET）、積體電路（IC）等。這些器件在電子和計算機技術中發揮了關鍵作用。

能帶結構和載子運動： 能帶結構描述了半導體材料中電子的能態分佈，而載子運動則涉及電子和電洞在半導體中的運動和傳輸。

熱平衡和非平衡態： 半導體物理學還涉及對半導體材料的熱平衡和非平衡態特性的研究，這在理解半導體器件的工作原理時很重要。

半導體物理學的研究對於發展現代電子技術和信息技術至關重要，影響著我們日常生活中的許多科技應用。