Wieso elektronen im valenzband nicht leitend?

Welche Stoffe gehören zu den Halbleitern?

Was bedeutet leitungsband?

Der Begriff Leitungsband gehört zum Bändermodell, mit dem die elektrische Leitfähigkeit von Materialien erklärt wird. Er bezeichnet das Energieband, das am absoluten Temperatur-Nullpunkt (T = 0 K) über dem höchsten mit Elektronen besetzten Energieband (Valenzband) liegt.

Was ist das Bändermodell bei elektrischen Leitungsvorgängen?

Das Bändermodell zur Beschreibung elektrischer Leitungsvorgänge hat seine Grundlagen in einer quantenmechanischen Beschreibung der energetischen Zustände fester Stoffe, in denen eine große Zahl von Atomen periodisch angeordnet sind.

Was versteht man unter dem Elektronengasmodell?

Das Elektronengasmodell

Die Metallatome geben leicht ihre Valenzelektronen ab, welche im Metallgitter das so genannte Elektronengas bilden, in das die positiv geladenen Atomrümpfe eingebettet sind. Das Elektronengas hält die positiv geladenen Atomrümpfe zusammen.

Wie entsteht eine Bandlücke?

Nur angeregte Elektronen im Leitungsband können sich praktisch frei durch einen Festkörper bewegen und tragen zur elektrischen Leitfähigkeit bei. Bei endlichen Temperaturen sind durch thermische Anregung immer einige Elektronen im Leitungsband, jedoch variiert deren Anzahl stark mit der Größe der Bandlücke.

Wie verhalten sich Elektronen im nichtleiter?

Bei Isolatoren ist das Valenzband durch die Bindungen der Atome voll mit Elektronen besetzt. Sie können sich darin nicht bewegen, da sie zwischen den Atomen "eingesperrt" sind. Um leiten zu können müssten sich die Elektronen aus dem voll besetzten Valenzband in das Leitungsband bewegen.

Wie entsteht die Bandlücke?

Man kann also sagen, dass die Wechselwirkung mit dem Gitter die Energieparabel des freien Elektrons in eine Serie von Energiebändern zerreißt (siehe Abbildung 3 und 4) und somit Energielücken (= Bandlücken) entstehen.

Warum nimmt der Widerstand von Halbleitern mit steigender Temperatur ab?

Die Ladungsträgerbeweglichkeit in einem Halbleitermaterial wird durch die Temperatur beeinflusst. Bei einer höheren Temperatur stoßen die Ladungsträger öfter zusammen und werden somit unbeweglicher. ... Bei steigender Temperatur nimmt der Durchlasswiderstand (F = Forward) eines Halbleiters ab.

Was ist eine Störstellenleitung?

Durch das Dotieren entstehen sogenannten n-Halbleiter bzw. p-Halbleiter (Bild 4) mit einer deutlich höheren Leitfähigkeit als sie das reine Halbleitermaterial hat. Die Leitung, die durch das Dotieren zustandekommt, wird als Störstellenleitung bezeichnet. ... n-Halbleiter und p-Halbleiter entstehen durch Dotieren.

Was sind die Eigenschaften von Halbleitern?

Halbleiter bestehen aus Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der eines Leiters, wie Kupfer, und der eines Isolators, wie Glas, liegt. Im Gegensatz zu Metallen fällt der Widerstand eines solchen Halbleiters mit steigender Temperatur ab.

Was macht ein Halbleiter?

Unter Halbleitern versteht man Werkstoffe, die temperaturabhängig Strom leiten. Halbleiterwerkstoffe, wie z.B. Germanium und Silizium, werden erst bei Temperaturerhöhung leitfähig. Bei Halbleitern sind die Elektronen bei Raumtemperatur an die Atome gebunden und können somit nicht zum Ladungstransport beitragen.

Was ist ein akzeptor Physik?

Akzeptor, eine flache Störstelle im Halbleiterkristall, deren Potential in der Lage ist, ein Loch so schwach zu binden, daß es bereits durch thermische Anregung ins Valenzband gelangen kann (Bändermodell).

Welche Arten von Dotierung gibt es?

Soll die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern geändert werden, dann wird zwischen p- und n-Dotierung unterschieden. Bei der p-Dotierung werden Fremdatome implantiert, die als Elektronen-Akzeptoren dienen. Bei der n-Dotierung werden hingegen Elektronen-Donatoren implantiert.

Was versteht man unter der Eigenleitung der Halbleiterwerkstoffe?

Eigenleitung (auch intrinsische Leitung) bezeichnet in der Festkörperphysik die relativ geringe elektrische Leitfähigkeit undotierter (reiner) Halbleiter.

Was sind Löcher Physik?

Als Defektelektron, Elektronenfehlstelle, Elektronenloch oder Loch wird der (gedachte) positive bewegliche Ladungsträger in Halbleitern bezeichnet. Es stellt die äquivalente Beschreibung des Fehlens eines (realen) Valenzelektrons dar, die der vereinfachten mathematischen Behandlung der Vorgänge im Halbleiter dient.

Was ist das niedrigste Energieniveau für ein Elektron im Metall?

Für die meisten Systeme, z. B. Atome, ist schon die Raumtemperatur eine kalte Umgebung. der energiereichsten Elektronen in der Nähe der Fermi-Kante liegt bei einigen 10.000 K – auch dann, wenn das Metall weit unter Raumtemperatur abgekühlt ist.

Welches chemische Element ist heute der wichtigste Halbleiter?

Ihre elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen der von Nichtleitern und Leitern. Welche dieser Eigenschaften überwiegen, wird von den äußeren Bedingungen und von Störungen in der Struktur des Atomgitters eines Halbleiters bestimmt. Eines der wichtigsten Halbleitermaterialien ist Silicium (chemisches Symbol: Si).

Was ist eine Halbleiterschicht?

Zusammenfassung. Halbleiter sind eine Klasse von Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt. Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern ist abhängig von der Temperatur.

Was bedeutet Reinheit bei einem Halbleitermaterial?

Die Leitfähigkeit eines Halbleiters hängt stark von dessen Reinheit ab, das heißt verunreinigte Halbleiter leiten in der Regel besser als hochreine. Man macht sich diese Tatsache zunutze, indem man in das Kristallgitter reiner Eigenhalbleiter gezielt Fremdatome einbringt. Dieser Vorgang wird Dotieren genannt.