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Tutorial MenueDie chemische BindungLerneinheit 19 von 20

Metallbindung

Isolatoren und Halbleiter

Sind Valenz- und Leitungsband durch eine größere Energiedifferenz, eine Bandlücke oder verbotene Zone, getrennt und ist das Valenzband vollständig besetzt, so liegt ein Isolator vor. Im Valenzband ist mangels unbesetzter Energieniveaus keine Verschiebung von Elektronen möglich. Andererseits kann die große verbotene Zone nicht ohne weiteres von Elektronen übersprungen werden.

Abb.1
Isolator (Diamant)
Abb.2
Eigenhalbleiter (Silicium)

Ist die verbotene Zone kleiner, so können bei ausreichender Energiezufuhr Elektronen vom Valenzband ins Leitungsband überwechseln. Es kommt dann zu - wenn auch relativ geringer - elektrischer Leitfähigkeit. Eine Substanz mit derartiger Bänderstruktur bezeichnet man als Halbleiter. Da mit zunehmender Temperatur immer mehr Elektronen infolge Energieaufnahme die verbotene Zone überspringen können, steigt im Gegensatz zu Metallen die Leitfähigkeit mit steigendener Temperatur (positiver Temperaturkoeffizient der Leitfähigkeit). Die steigende Temperatur sorgt hier für eine erhöhte Zahl von beweglichen Elektronen.

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