#class/Ex-V-I 

Kristalline Halbleiter sind Festkörper mit einer Bandlücke ([[Elektronenbänder]]) zwischen Valenz- und Leitungsband, deren elektrische Leitfähigkeit durch Temperaturerhöhung oder Dotierung verändert werden kann. Sie werden in kristalline und amorphe Halbleiter unterteilt, wobei Silizium, Germanium und Galliumarsenid zu den bekanntesten kristallinen Halbleitern zählen.

# Physikalische Grundlage
![[Energiebänder-leiterarten.svg]]
Bei Halbleitern liegt die [[Elektronengas#Fermi-Gas|Fermi-Energie]] zwischen dem Valenz- und Leitungsband, wodurch bei $T = \pu{0 K}$ keine Leitung stattfindet aber bereits bei geringer Temperaturerhöhung ein Elektron ins Leitungsband aufsteigen kann und ein Loch im Valenzband hinterlässt, was elektrische Leitfähigkeit ermöglicht. Solch ein Übergang kann durch Wärme stochastisch eintreten oder durch [[Photon]]en induziert werden ([[Halbleiterdetektoren]], [[Photomultiplier]]).
Elektronen aus dem Leitungsband können mit den Defektelektronen rekombinieren (Elektron-Loch-Rekombination). Dieser Übergang zwischen den beteiligten Niveaus kann unter Abgabe von elektromagnetischer Rekombinationsstrahlung ([[Photon]]) und/oder unter der Abgabe eines Impulses an das Kristallgitter ([[Phononen]]) erfolgen. 

## Dotierung
Durch Einbringen von [[Kristallfehler]] in einen Halbleiterkristall können die elektrischen Eigenschaften stark beeinflusst werden. Durch ein Fremdatom entsteht zumeist ein diskretes Energieniveau in der Bandlücke, wodurch der Übergang erleichtert wird. Meistens reichen schon geringste Mengen an Fremdatome ($\mathcal{O}(10^{-7})$). Es wird unterschieden in *n-* (negativ) und *p-Dotierung* (positiv), je nachdem ob das Fremdatom ein Elektron mehr oder weniger einbringt.
![[Dotierung.svg]]

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