半導體陶瓷（semiconductor ceramic）
材料大致可分為三個電性陣營：絕緣體，阻擋電流；金屬，自由導電；以及半導體，居於兩者之間，且——這是關鍵——可以藉由摻雜、溫度或周遭環境把導電率調高或調低。許多你可能以為是絕緣體的氧化物陶瓷，其實是半導體，而正是這種可調、敏感的中間地帶導電性，使它們有用。半導體陶瓷是一種氧化物，其導電子（而非離子）的能力可被控制，並對它的缺陷化學與環境極為敏感。
這裡的導電來自與氧化物化學計量相關的電子缺陷。使一種氧化物稍微缺氧，它就獲得自由電子、成為 n 型半導體——氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2）與被還原的二氧化鈦（TiO2）就是這樣導電的；使它富氧或往另一方向摻雜，它可獲得電洞、成為 p 型，如氧化鎳（NiO）。電子往往不像在矽中那樣在寬廣的能帶裡滑行，而是從一個混合價的陽離子跳到下一個——例如電子在 Fe2+ 與 Fe3+ 之間穿梭——這種緩慢、熱活化的移動稱為小極化子跳躍（small-polaron hopping）。一個能把這類陶瓷與金屬區分開來的明顯特徵是：它們的導電率隨變熱而上升（更多載子被熱釋放），與金屬相反，遵循阿瑞尼士定律。
這種由缺陷驅動、對環境敏感的半導性，是一連串出人意料之元件背後的引擎。它給了電阻隨溫度下降的 NTC 熱敏電阻（用以感測與補償溫度）；給了氧化鋅變阻器，它在平時絕緣、直到電壓突波使它驟然導通、把突波箝住；給了以摻雜鈦酸鋇做成的 PTC 熱敏電阻；也給了氣體感測器，其氧化錫表面在氣體分子落上時改變電阻——這正是家用煙霧與瓦斯警報器的核心。同一家族還給了觸控螢幕與太陽能電池用的透明導電氧化物如氧化銦錫，以及像 TiO2 這樣的光觸媒。兩點誠實的告誡：「半導體」與「絕緣體」的分界是程度問題——它其實關乎能隙與摻雜程度，而非一道銳利的界線——而在許多這類陶瓷中，真正主宰電性行為的是晶界、而非晶粒內部（如變阻器與 PTC 熱敏電阻）。
家用瓦斯警報器裡常藏著一顆加熱的氧化錫小珠。在乾淨空氣中，它的表面捕捉電子、電阻相當高；當可燃氣體吸附並反應時，它釋放那些電子、小珠的電阻驟降，觸發警報——這是一塊半導體陶瓷，實實在在地用自身的導電率在嗅聞空氣。
在半導體陶瓷中，導電率本身就是一個訊號：它會隨溫度、電壓，或空氣中的氣體而改變。
別把它們想成像矽那樣的能帶導體——大多是缺陷與極化子導體，其載子在混合價離子間跳躍。而導電率隨溫度「上升」，正是把半導體陶瓷與金屬區分開來的乾淨判準，金屬的電阻反而隨變熱而上升。