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Elektrische Leitung in Silicium
Halbleiter haben ihren Namen daher, dass ihre elektrische Leitfä-
higkeit bei Raumtemperatur zwischen der von Leitern und Isolato-
ren liegt. Sie sind also weder gute Leiter noch gute Isolatoren.
Silicium ist das am meisten verwendete Halbleitermaterial. In der
Natur kommt es fast ausschtießlich in der Form von SiO2 und von
Silikaten vor. Die wichtigsten gebirgsbildenden Gesteine sind Sili-
kate. Sand besteht zum großen Teil aus SiO2. Durch Reduktion von
SiO2 erhält man elementores Silicium, dessen Atome in KristaLlen
regelmäßig angeordnet sind. Die jeweils 4 Außenelektronen be-
nachbarter Atome sind dabei zu relativ fest gebundenen Paaren
vereint, so dass im ungestörten Zustand, also bei 0 K, keine
elektrische Leitung möglich ist. Legt man jedoch bei Zimmertem-
peratur an Silicium eine Spannung an, so ist ein Strom meßbar.
Elektronenleitung. Durch die Wärmebewegung im Kristall erhal-
ten einige Elektronen so viel Energie, dass sie aus der Bindung aus-
brechen können und sich frei zwischen den Atomrümpfen bewegen.
Legt man eine Spannung an, so tritt eine gerichtete Bewegung dieser
Elektronen ein, es fließt ein Strom. Die Stromstärke ist wesentlich
kleiner als in Metallen, da weniger wanderungsfähige Elektronen
existieren. Diese Elektronenleitung heißt auch n-Leitung, da die
Elektronen negativ geladen sind.