zum Directory-modus

HalbleiterZoomA-Z

Fachgebiet - Materialwissenschaft, Elektrizitätslehre

Bezeichnung für Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit bei Raumtemperatur zwischen der von gutleitenden Metallen und der von schlechtleitenden Isolatoren* liegt. Bei niedrigen Temperaturen verhalten sich reine Halbleiter wie Isolatoren. Bei höheren Temperaturen, bei Zufügung von Verunreinigungen (Dotierung) oder unter Lichteinfluss kann die Leitfähigkeit von Halbleitern gesteigert werden. Ihre Leitfähigkeit kann dann Werte erreichen, die mit der von Metallen vergleichbar ist. Eine anschauliche Erklärung für das thermische und elektronische Verhalten eines Halbleiters liefert das Energiebändermodell. Typisch für einen Halbleiter ist dabei ein geringer Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband (siehe Abbildung).

Abb.1
Eigenhalbleiter, Bänderschema

Im Bändermodell sind Valenz- und Leitungsband durch eine verbotene Zone getrennt.

Im Fall eines Eigenhalbleiters kann ein Elektron die Bandlücke (verbotene Zone) durch Energiezufuhr, z.B. Temperaturerhöhung überwinden, die elektrische Leitung erfolgt über die Elektronen im weitgehend leeren Leitungsband (Elektronenleitung) und die Elektronenlücken (Defektelektronen) im Valenzband (Löcherleitung). Durch eine Dotierung des Halbleiters mit elektronenreicheren Donor- bzw. elektronenärmeren Akzeptorelementen kann der Bandabstand weiter verringert, d.h. die Leitfähigkeit durch eine solche Störstellenleitung deutlich erhöht werden. Hinsichtlich ihrer Zusammensetzung lassen sich die Elementhalbleiter aus der IV. Hauptgruppe des Periodensystems (Silicium, Germanium), die III-V-Halbleiter (GaAs, InP), II-VI-, I-VII- und andere Gruppen von Halbleitern unterscheiden.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

PhosphorLevel 160 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über das Element Phosphor einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung des Elements sowie ausgesuchter Verbindungen.

Arsen, Antimon, BismutLevel 145 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Elemente Arsen, Antimon und Bismut einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung der Elemente sowie ausgesuchter Verbindungen.

Messung der TemperaturLevel 145 min.

ChemieTechnische ChemieChemische Messtechnik

In der Lerneinheit werden die Methoden und Messprinzipien zur Erfassung der Temperatur erläutert.

Bor-Gruppe - GruppenübersichtLevel 130 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Elemente der Bor-Gruppe einschließlich wichtiger physikalischer und chemischer Eigenschaften.

AtomkristalleLevel 145 min.

ChemieAllgemeine ChemieFeststoffe

Atomkristalle können in drei Strukturtypen unterteilt werden: Raumstruktur, Schichtstruktur und Kettenstruktur. In dieser Lerneinheit wird speziell auf die elektrische Leitfähigkeit der verschiedenen Atomkristallen eingegangen.

Messung von Licht und StrahlungLevel 130 min.

ChemieTechnische ChemieChemische Messtechnik

Die Lerneinheit werden die auf dem photoelektrischen Effekt beruhenden Methoden zur Messung von Licht und Strahlung vorgestellt. Bauteile und Geräte zur Licht- und Strahlungsmessung werden erläutert.

Gallium, Indium, ThalliumLevel 160 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Elemente Gallium, Indium und Thallium einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung der Elemente sowie ausgesuchter Verbindungen.

GermaniumLevel 160 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über das Element Germanium einschlielich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung des Elements sowie ausgesuchter Verbindungen.

Elektrochemische und elektronische Grundlagen zur SensorikLevel 225 min.

ChemiePhysikalische ChemieSensorik

Leitfähigkeit in Flüssigkeiten und Festkörpern, Bändermodell, Defektchemie