Puolijohteita käytetään laajalti tutuissa sähkölaitteissa, kuten henkilökohtaisissa tietokoneissa, televisioissa, älypuhelimissa, digitaalikameroissa, IC-korteissa jne. Puolijohteissa yleisimmin käytetty materiaali on pii (kemiallinen merkki = Si). Pii on maapallon toiseksi runsain alkuaine hapen jälkeen. Eniten piitä on maaperässä ja kalliossa, mutta piitä on myös luonnon vedessä, puissa ja kasveissa.
Luonnossa piitä esiintyy kuitenkin yhdisteinä hapen, alumiinin ja magnesiumin kanssa. Tämän vuoksi pii-alkuaine on erotettava yhdisteestä ja puhdistettava. Puolijohteissa, kuten integroiduissa piireissä (IC), käytettävä pii vaatii erittäin korkean puhtausasteen ”99,99999999999 %” (ns. ”yhdentoista yhdeksän”) yksikiderakennetta, ja se jalostetaan erilaisilla prosesseilla uuttamisen jälkeen.
Yksikiderakenne on rakenne, jossa atomit ovat järjestäytyneet järjestyksessä kolmiulotteisesti, ja järjestelyn perusyksikkö on nimeltään kideristikko. Yksikide on kideristikko, joka on järjestyksessä, jatkuvassa järjestyksessä. Piikristalliristikko on timanttikuutioinen kiderakenne kahdeksan atomin toistuvassa kuviossa. Kukin piiatomi on yhdistetty neljään viereiseen piiatomiin neljällä sidoksella. Piitä, joka on hyvin yleinen alkuaine, käytetään puolijohteiden raaka-aineena sen vakaan rakenteen vuoksi.
Piin puhdistaminen kuluttaa paljon energiaa. Japanissa puhdistettua piitä (harkkoa), jonka puhtausaste on vähintään 98 %, tuodaan Australiasta, Kiinasta ja Brasiliasta, joissa sähkö on suhteellisen halpaa.