Leitungselektronen: Halbleiter

Zusammenfassung

Nach Ziffer 43.3.3 sind Halbleiter Isolatoren mit so kleinem Bandabstand, daß die thermische Energie bei normalen Temperaturen ausreicht, Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband anzuregen. Die Anzahl der Elektronen im Leitungsband (und der Löcher im Valenzband) und damit die elektrisehe Leitfähigkeit σ hängen also nur von der Temperatur ab, mit σ → 0 bei T → 0. Dies gilt für den nur angenähert reahsierbaren Grenzfall des chemisch reinen und störstellenfreien Idealkristalls. Die große technische Bedeutung der Halbleiter beruht aber auch darauf , daß die Elektronenoder Löcherkonzentration durch willkürlich im Gitter erzeugte Störstellen zusätzlich beeinflußt werden kann. Als Störstellen können Fremdatome, Gitterbaufehler aller Art und Abweichungen von der stöchiometrischen Zusammensetzung wirken. — Man unterscheidet homogene und inhomogene Halbleiter: in letzteren existieren räumliche Konzentrationsgefälle von Ladungsträgern und Störstellen. Wir diskutieren zunächst nur homogene Systeme.