Un dopant est une substance qui est ajoutée à un réseau cristallin dans le but de modifier ses propriétés conductrices. Le terme est le plus largement utilisé dans l’industrie de fabrication de puces, où des dopants sont ajoutés aux plaquettes de silicium et de germanium utilisées dans la fabrication de puces informatiques. Cependant, d’autres réseaux cristallins, notamment ceux utilisés dans la fabrication de certains équipements optiques, sont également dopés. De nombreux dopants sont extrêmement toxiques, entraînant une pollution généralisée dans les usines qui ne contrôlent pas leurs produits chimiques. La Silicon Valley, par exemple, est fortement contaminée par les restes de fabrication de puces.
Un dopant agit en modifiant le nombre d’électrons libres dans un réseau cristallin, le rendant ainsi plus conducteur. Dans l’exemple du silicium, l’élément forme typiquement un réseau cristallin uniforme dans lequel chaque atome se lie à quatre voisins. Lorsqu’un dopant avec cinq électrons de liaison est introduit, le résultat est des électrons libres, créant une charge négative. Un dopant avec trois électrons de liaison peut être introduit pour faire des trous dans le réseau, créant une charge positive.
Le bore, le phosphore, l’antimoine et l’arsenic sont des exemples courants de dopants. Typiquement, une plaquette de silicium est revêtue de dopant puis chauffée pour favoriser la liaison chimique entre le dopant et le silicium. Une fois la plaquette refroidie, les atomes se seront réarrangés pour donner une plaquette plus conductrice de l’électricité qui peut être brisée pour être utilisée dans des transistors et des diodes, entre autres.
Un dopant représente essentiellement une impureté dans une matrice cristalline. Les dopants ont de nombreuses utilisations ; les pierres précieuses artificielles, par exemple, peuvent inclure un dopant afin qu’elles puissent être identifiées comme cultivées en laboratoire plutôt que naturelles. Le processus de dopage peut également être utilisé pour modifier l’indice de réfraction d’une substance, ce qui est utile dans certains domaines de l’optique. Les lasers à solide, par exemple, comportent un cristal hôte qui a été dopé.
Le terme dopage est également utilisé pour désigner un type de vernis appliqué sur des aéronefs revêtus de tissu. La dope resserre la peau, offrant une protection et garantissant que la peau reste rigide pendant le vol. La dope pour avions est hautement inflammable et extrêmement toxique, ce qui était un problème majeur pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque des avions enduits de tissu étaient utilisés au combat. La dope pour avion est généralement teinte de manière à être facilement visible lors de son application, garantissant qu’elle recouvrira uniformément l’avion.