Grundlegende Eigenschaften eines Halbleiters

Zusammenfassung

Mit der Erfindung der Elektrizität war die Beobachtung verknüpft, daß Metalle die Elektrizität gut leiten, Nichtmetalle dagegen schlecht; letztere wurden als Isolatoren bezeichnet. Die typische metallische Leitfähigkeit liegt bei 10⁶ bis 10⁴(Ωcm)^-1, während gute Isolatoren Leitfähigkeiten von weniger als 10^-10(Ωcm)^-1haben. Die dazwischen liegenden Festkörper wollen wir nicht alle in Bausch und Bogen als „Halbleiter“ klassifizieren. Substanzen, bei denen die Elektrizitätsleitung mit einer elektrolytischen Zersetzung verbunden ist wie z.B. die Alkali-Halogenide, wollen wir ausschließen. Natürlich beschränken wir uns auf chemisch einheitliche, „homogene“ Substanzen und betrachten bevorzugt solche, die sich in einkristalliner Form herstellen lassen [1.1, 2]. Selbst dann müssen wir noch zwischen Halbleitern und Halbmetallen unterscheiden. Diese Unterscheidung ist erst aufgrund von optischen Untersuchungen und eingehender Untersuchung der verschiedenen Einflüsse von Temperatur, Magnetfeld usw. auf das Leitungsverhalten möglich und ohne vorerst nähere Erklärungen abzugeben, merken wir an, daß Halbleiter eine „verbotene Zone“ besitzen, Halbmetalle dagegen ebenso wie Metalle keine. Der Übergang zwischen Halbleiter und Isolator ist sogar noch fließender und hängt mit der Breite der verbotenen Zone relativ zur Temperatur zusammen: Sehr reine Halbleiter werden bei Annäherung an den absoluten Nullpunkt zu Isolatoren.