Leitfähigkeit im Festkörper
Leitfähigkeit auf der Grundlage des Bändermodells für Inhalt Leitfähigkeit auf der Grundlage des Bändermodells für Isolator Halbleiter Leiter
Leitfähigkeit in Festkörpern Elektrische Leitung bedeutet Energiezufuhr für die Elektronen Leiter sind Kristalle mit freien Energieniveaus Isolatoren sind Kristalle mit besetzten Niveaus Halbleiter sind Kristalle, in denen eine kleine Energiezufuhr ausreicht, die „Bandlücke“ von einem besetzten zu einem unbesetzten Band zu überwinden
Leiter: Valenz-Band mit freien Plätzen Energie W n=2 n=1
Leiter, alternativ: ein besetztes Band überlappt ein freies Valenz-Band Energie W M L
Isolator: Voll besetztes Valenz-Band, große Bandlücke Energie W n=2 „Bandlücke“ n=1
Halbleiter: Voll besetztes Valenz-Band, kleine Bandlücke Energie W M Enegiezufuhr (z. B. in Si 0,4 V) genügt zur Überwindung der Bandlücke L
Zusammenfassung Elektrische Leitung bedeutet Energiezufuhr für die Elektronen Leiter sind Kristalle mit freien Energieniveaus Isolatoren sind Kristalle mit besetzten Niveaus Halbleiter sind Kristalle, in denen eine kleine Energiezufuhr ausreicht, die „Bandlücke“ von einem besetzten zu einem unbesetzten Band zu überwinden
Ladungsträger in einer eindimensionalen Modell-Landschaft mit periodischen Bergen und Tälern für Leiter, Halbleiter und Isolatoren Metallischer Leiter: Die Elektronen sind frei beweglich Halbleiter: Energiezufuhr macht die Elektronen beweglich Isolator: Die Elektronen sind an die Atome des Gitters gebunden Finis