Un drogante è una sostanza che viene aggiunta a un reticolo cristallino con l’intenzione di modificarne le proprietà conduttive. Il termine è più ampiamente utilizzato nell’industria manifatturiera dei chip, dove vengono aggiunti droganti ai wafer di silicio e germanio utilizzati nella produzione di chip per computer. Tuttavia, vengono drogati anche altri reticoli cristallini, compresi quelli utilizzati nella fabbricazione di alcune apparecchiature ottiche. Molti droganti sono estremamente tossici, portando a un inquinamento diffuso nelle fabbriche che non riescono a controllare i loro prodotti chimici. La Silicon Valley, ad esempio, è fortemente contaminata dai resti della produzione di chip.
Un drogante agisce alterando il numero di elettroni liberi in un reticolo cristallino, rendendolo così più conduttivo. Nell’esempio del silicio, l’elemento forma tipicamente un reticolo cristallino uniforme in cui ogni atomo si lega a quattro vicini. Quando viene introdotto un drogante con cinque elettroni di legame, il risultato sono elettroni liberi, che creano una carica negativa. Un drogante con tre elettroni di legame può essere introdotto per creare buchi nel reticolo, creando una carica positiva.
Boro, fosforo, antimonio e arsenico sono alcuni esempi comuni di droganti. Tipicamente, un wafer di silicio viene rivestito nel drogante e quindi riscaldato per incoraggiare il legame chimico tra il drogante e il silicio. Dopo che il wafer si è raffreddato, gli atomi si saranno riorganizzati per produrre un wafer più elettricamente conduttivo che può essere suddiviso per l’uso in transistor e diodi, tra le altre cose.
Un drogante rappresenta fondamentalmente un’impurità all’interno di una matrice cristallina. Ci sono numerosi usi per i droganti; le gemme artificiali, ad esempio, possono includere un drogante in modo che possano essere identificate come coltivate in laboratorio piuttosto che naturali. Il processo di drogaggio può essere utilizzato anche per modificare l’indice di rifrazione di una sostanza, utile in alcuni campi dell’ottica. I laser a stato solido, ad esempio, includono un “ospite” di cristallo che è stato drogato.
Il termine “doping” è anche usato per riferirsi a un tipo di lacca che viene applicata agli aerei rivestiti in tessuto. La droga stringe la pelle, fornendo protezione e assicurando che la pelle rimanga rigida durante il volo. La droga per aerei è altamente infiammabile ed estremamente tossica, il che era un grosso problema durante la seconda guerra mondiale, quando gli aerei rivestiti in tessuto venivano usati in combattimento. La droga per aeroplani è solitamente tinta in modo che sia facilmente visibile mentre viene applicata, assicurando che rivestirà l’aereo in modo uniforme.