Ein Halbleiter ist ein Material, das in einigen Fällen Elektrizität leitet, in anderen jedoch nicht. Gute elektrische Leiter, wie Kupfer oder Silber, lassen Elektrizität leicht durch sie hindurchfließen. Materialien, die den Stromfluss blockieren, wie Gummi oder Kunststoff, werden als Isolatoren bezeichnet. Isolatoren werden oft verwendet, um Menschen vor Stromschlägen zu schützen. Wie der Name schon sagt, leitet ein Halbleiter nicht so gut wie ein Leiter. Silizium ist der am häufigsten verwendete Halbleiter, aber auch Galliumarsenid wird verwendet.
Durch das Hinzufügen verschiedener Atome in das Kristallgitter (Gitter) des Halbleiters ändert er seine Leitfähigkeit, indem er n-Typ- und p-Typ-Halbleiter herstellt. Silizium ist der wichtigste kommerzielle Halbleiter, obwohl viele andere verwendet werden. Sie können zu Transistoren gemacht werden, die kleine Verstärker sind. Transistoren werden in Computern, Mobiltelefonen, digitalen Audioplayern und vielen anderen elektronischen Geräten verwendet.
Wie andere Festkörper auch, können die Elektronen in Halbleitern nur Energien innerhalb bestimmter Bänder (d.h. Bereiche von Energieniveaus) zwischen der Energie des Grundzustands, die den eng an die Atomkerne des Materials gebundenen Elektronen entspricht, und der freien Elektronenenergie haben, die die Energie ist, die ein Elektron benötigt, um vollständig aus dem Material zu entweichen.
