Giro-tenperaturan, eroaleen eta isolatzaileen arteko eroankortasun elektrikoa duen materiala dugu erdieroalea. Hau da, haren erresistibitatea 103 eta 10-5 Ω·m bitartean dago. Gainera, erdieroaleen eroankortasuna tenperaturarekin, argitasunarekin, eremu magnetikoekin edo beste atomoen ezpurutasunak gaineratuz aldatzen da. Tenperatura baxuetan, isolatzaile modura jokatzen dute erdieroaleek; tenperatura altuetan, berriz, metalen pareko eroankortasuna eduki dezakete.

Erdieroaleek garrantzi handia izan dute teknologiaren garapenean, mota askotako gailu elektronikoak eraikitzeko erabiltzen baitira, hala nola diodoak, transistoreak edo zirkuitu integratuak.

Material hauen jokabidea ulertzeko, fisika kuantikora jo behar da. Haren arabera, atomo isolatuetako elektroiek ezin dute edozein energia izan, balio diskretuak dituzte. Bestalde, materialen barruan dauden atomoetako elektroien energia-balio baimenduek tarte jarraituak osatzen dituzte, energia-banda deritzenak, hain zuzen. Erdieroaleetan, isolatzaileetan bezala, energiarik altueneko elektroiek banda bat osorik betetzen dute (balentzia-banda), T = 0 tenperaturan. Baina erdieroaleek, isolatzaileekin erkatuz, energia-tartea txikia dute banda bete horren eta hurrengoaren (eroankortasun-banda) artean. Orduan, tenperaturaren igoerak zenbait elektroiri nahiko energia emango die tartea gainditzeko eta elektrizitatea eramateko. Energia-tarte debekatua 0,25 eV eta 2,5 eV bitartean egoten da. Adibidez, silizioan 1,12 eV da, eta galio artseniuroan, 1,42 eV.

(a) Erdieroaleek erdizka beteriko bandetan dituzte elektroiak; (b) isolatzaileek, berriz, energia-tarte debekatua dute erabat beteriko bandaren eta hurrengo banda hutsaren artean. Eskualde arrosak eta urdinak adierazten dute, hurrenez hurren, non dauden beterik eta non hutsik energia-maila baimenduak. Baimendutako banda bakoitzaren barruan, elkarrengandik gertu dauden maila diskretuen sorta osatzen dute energia-maila posibleek (iturria: Fisika zientzialari eta ingeniarientzat, EHUko Argitalpen Zerbitzua)

Erdieroalearen balentzia-bandan dagoen elektroi batek energia-tartea zeharkatu eta elektrizitatea eroaten duenean, zulo deritzona uzten du atzean. Beste elektroi batek bete dezake berriro ere zulo hori, eta beste zulo bat utzi, eta horrela, hurrenez hurren. Zuloak karga positiboaren modura jokatzen du, bere kabuz elektrizitatea eramaten du. Hortaz, erdieroaleak bi bider eraginkorragoak dira elektrizitatea eramateko. Erdieroaleari eremu elektriko bat aplikatzen zaionean, elektroiek eroankortasun-bandan eta zuloek balentzia-bandan energia zinetikoa irabazi eta parte hartzen dute korronte elektrikoan. Materialen eroankortasun elektrikoa karga eramaileen dentsitatearekin eta haien higikortasunarekin aldatzen da. Elektroien eta zuloen higikortasuna desberdina da, hau da, abiadura desberdinarekin higitzen dira eremu elektrikoen eraginpean. Adibidez, silizioan, giro-tenperaturan, elektroien higikortasuna zuloena baino hiru bider handiagoa izan daiteke. Gainera, higikortasuna, oro har, txikiagoa izaten da tenperatura igotzean edo ezpurutasunen kontzentrazioak handituz gero.

(a) Tenperatura zero delarik eta kanpo-eremu elektrikorik ez badago, erdieroaleek energia-tarte debekatu bakarra dute, oso estua, erabat beteriko bandaren eta goragoko hurrengo bandaren artean, zeina hutsik dagoen; (b) eremu elektriko txiki bat (Ekanpo), edo tenperatura finitu bat, aski da zenbait elektroiri energia-tartea gainditzeko adina energia emateko; elektroiak zuloak eragiten dituzte balentzia-bandan, eta lehen hutsik zegoen eroankortasun-bandan elektroiak uzten (iturria: Fisika zientzialari eta ingeniarientzat, EHUko Argitalpen Zerbitzua)

Erdieroaleen azterketa XIX. mendean hasi zen, eta hainbat erdieroale aztertu dira urteetan zehar. Lehenik, erdieroale bakunak aztertu ziren, hau da, elementu bakarrez osatuak, bereziki silizioa (Si) eta germanioa (Ge). Erdieroaleak dira baita ere eztainua (Sn), selenioa (Se) eta telurioa (Te). Horrelakoei erdieroale intrintseko deritze. Erdieroale intrintsekoetan, elektroi eta zulo askeen kopuruak berdinak dira. Laster ikusi zen erdieroaleen eroankortasuna nabari hobetzen dela ezpurutasunak gaineratuz, hau da, beste material batzuen atomo kantitate txikiak sartuz. Horrela lortutako erdieroaleei estrintseko deritze. Adibidez, fosforoaren, artsenikoaren edo antimonioaren talde kimikoko atomo batek silizio-atomo bat ordezka dezake, erdieroalearen atomo-sarean eragin nabaririk izan gabe. Hala ere, ezpurutasun horien atomo bakoitzak silizio-atomoak baino elektroi bat gehiago du bere balentzia-bandan; elektroi gehigarri horrek, zeinak balentzia-bandan lekurik ez duen, eroankortasun-bandan hartzen du lekua, eta elektrizitatea eroan dezake. Mota horretako ezpurutasunak dituen erdieroaleari n motako erdieroale esaten zaio, eta elektroi gehigarriari, elektroi emaile. Material erdieroalea, silizioa adibidez, ezpurutasun-atomoez dopaturik dagoela esaten da.

Boroaren, aluminioaren eta galioaren talde kimiko berean dauden elementuen atomoek balentzia-elektroi bat gutxiago dute silizioak baino. Orduan, silizioaren sareari horrelako atomo bat ezpurutasun modura gaineratuz gero, sarea mantentzeko behar dena baino elektroi bat gutxiago egongo da. Elektroi hori materialaren sarearen balentzia-bandako elektroiek jarri behar dute, eta zuloak sortzen dira banda horretan. Zuloek karga-eramaile positiboen modura jokatzen dute. Ezpurutasun-atomo horiei hartzaile deritze; eta mota horretako ezpurutasunak dituen erdieroaleari, p motako erdieroale.

Silizio purua garrantzitsuena da zirkuitu integratuetarako. 1947. urtera bitartean, transistore bipolarra aurkitu arte, erdieroaleak bi terminaleko gailuen modura erabiltzen ziren, hau da, errektifikatzaile edo fotodiodo modura. 1950. hamarkadaren hasieran, germanioa zen gehien erabiltzen zena, baina, 1960. hamarkadatik aurrera, silizioak ordezkatu zuen, hainbat aplikazioetan eraginkorragoa dela frogatu baitzen. Gaur egun, silizioaren teknologia aurreratuena da erdieroaleen teknologien artean.

Dena den, badira erdieroale konposatuak edo hibridoak silizioak ez dituen propietate elektrikoak eta optikoak dituztenak. Adibidez, bi elementuz osatutako galio artseniuroa (GaAs) oso erabilia da gaur egun, bai eta erdieroale hirukoitzak ere; taula periodikoko hiru zutabetako elementuak konbinatuz, hala nola merkurioa, indioa eta teluroa, HgIn2Te4 sortzen da, edo bi zutabetako elementuak konbinatuz, aluminioa, galioa eta artsenikoa, adibidez, AlxGa1-xAs sortzen da, non x azpiindizeak Al eta Ga elementuen proportzioak adierazten dituen, ehuneko 100 Al denetik (x = 1), ehuneko 100 Ga (x = 0) denera.

Silizioa zirkuitu integratuetako elementu nagusia den bezala, erdieroale bikoitzak eta hirukoitzak erabiliak dira argi-igorpenerako. Konposatu horiek silizioak ez dituen propietate elektrikoak eta optikoak dituzte, eta galio artseniuroa aplikazio optoelektronikoetan erabiltzen da bereziki.