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Archiv für Juli, 2008

Bändermodell

Das Bändermodell, auch Energiebändermodell genannt, beschreibt die elektronischen Energiezustände in einem idealen Einkristall.

Bändermodell

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  • Halbleiter

    Die temperaturabhängige Leitfähigkeit ist verantwortlich dafür das Halbleiter als Leiter und auch als Nichtleiter agieren können.

    Bei einer sinkenden Temperatur nimmt die Leitfähigkeit des Halbleiters ab - Bei steigender Leitungstemperatur nimmt Sie zu.

    Die elektrische Leitfähigkeit der Halbleiter liegt somit zwischen Metallen und Isolatoren.

    Silizium (Si) und Germanium (Ge) zählen beispielsweise zu den Elementhalbleitern. Zudem gibt es noch die Verbindungshalbleiter und organische Halbleiter. Bei Metall jedoch ist lediglich zwischen Elektronenleiter und Ionenleiter zu unterscheiden.

    Das üblich verwendete Formelzeichen der elektrischen Leitfähigkeit ist κ (kappa). Aber auch γ (gamma) oder σ (sigma) werden des öfteren aufgeführt.

    Mit einem Bändermodell lässt sich diese grundlegende Eigenschaft der Halbleiter besser erklären.

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  • Leiter

    Die Metalle sind Leiter der 1. Klasse. Die Leitfähigkeit von Metallen ergibt sich durch die Anzahl der Elektronen auf ihrer Außenschale, den Valenzelektronen. Durch die schwach gebundenen Elektronen in der Kristallgitter-Struktur haben Metalle die Eigenschaft Energie in Form von Strom zu leiten.Als Maß der Leitfähigkeit gilt der spezifische Widerstand ρ des Leiters. Es handelt sich um eine temperaturabhängige Materialkonstante, dessen Kehrwert als die elektrische Leitfähigkeit σ bezeichnet wird.
    Der beste elektrische Leiter ist Silber mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 62 · 106 S/m.
    Als alternative Leiter bieten sich Kupfer (58 · 106 S/m) und Aluminium (37,7 · 106 S/m) an.
    Kupfer ist kostengünstiger als Silber und wird daher häufiger verwendet. Aluminium-Leitungen finden aufgrund des geringeren Gewichtes (2,7 g/cm3) häufig Verwendung als Freileitungen.

    Neben den elektrischen Leitern gibt es auch noch die Halbleiter. Aufgrund ihrer Eigenschaft Temperaturabhängig elektrisch zu leiten, können diese als Leiter und auch als Nichtleiter fungieren.

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