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Während die elektrische Leitung in Metallen ausschließlich auf der gerichteten Bewegung von Elektronen beruht, erfolgen Leitungsvorgänge in Halbleitern durch Elektronen und Defektelektronen. Defektelektronen oder Löcher verhalten sich wie positive Ladungsträger.

In Halbleitermaterialien, die völlig von Verunreinigungen frei sind, basiert der elektrische Leitungsvorgang ausschließlich auf der Eigenleitung. Die Eigenleitung setzt sich aus zwei Anteilen zusammen - der Leitung durch freie Elektronen und der Leitung durch Defektelektronen (Löcher).

Halbleiter sind Stoffe, die bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit zwischen der von Isolatoren und der von Leitern liegen. Ihre breite technische Nutzung begann nach der Entdeckung des Transistoreffekts (1948). Ohne die Halbleiterelektronik sind moderne technische Geräte nicht denkbar. Die physikalischen Grundlagen dafür sind elektrische Leitungsvorgänge in Halbleitermaterialien wie Germanium und Silicium, wobei deren Leitfähigkeit durch den gezielten Einbau von Fremdatomen (Dotieren) in weiten Grenzen beeinflusst werden kann. Heute existieren eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen für die unterschiedlichsten Anwendungen.