Halbleiter sind
Festkörper, deren
elektrische Leitfähigkeit zwischen der von elektrischen
Leitern (>10
4 S/m) und der von
Nichtleitern (<10
-9 S/m) liegt. Da sich die Grenzbereiche der drei Gruppen überschneiden, ist der negative
Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes ein weiteres wichtiges Merkmal von Halbleitern, das heißt, ihre Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu, sie sind sogenannte
Heißleiter. Ursache hierfür ist die sogenannte
Bandlücke zwischen dem
Valenz- und dem
Leitungsband. Nah am absoluten
Temperaturnullpunkt sind diese un- bzw. vollbesetzt und Halbleiter daher Nichtleiter. Es existieren im Gegensatz zu
Metallen primär keine freien Ladungsträger, diese müssen erst z. B. durch thermische Anregung entstehen. Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern steigt aber steil mit der Temperatur an, so dass sie bei Raumtemperatur, je nach materialspezifischem Abstand von Leitungs- und Valenzband, mehr oder weniger leitend sind. Des Weiteren lässt sich durch das Einbringen von Fremdatomen (
Dotieren) aus einer anderen chemischen Hauptgruppe die Leitfähigkeit und der Leitungscharakter (Elektronen- und
Löcherleitung) in weiten Grenzen gezielt beeinflussen.