(1) Silizium bei tiefen Temperaturen.

Jedes Si-Atom hat vier Außenelektronen (4. Hauptgruppe im Periodensystem) und ist mit Nachbaratomen mit einem gemeinsamen Elektronenpaar verbunden. (Paarbindung)

Freie Elektronen, die zur Leitfähigkeit beitragen könnten, gibt es praktisch keine.

Daher ist reines Silizium bei tiefen Temperaturen praktisch ein Nichtleiter.

(2) Silizium bei höherer Temperatur.

Ist Java-Script aktiviert, kann man in die Grafik klicken und im Einzelbildmodus weiterschalten.

Der Pluspol der Quelle sei rechts, der -Pol links vom gezeichneten Kristall-Ausschnitt.

Bei Zimmertemperatur oder höheren Temperaturen hat das Silizium eine größere innere Energie.
Die Siliziumatome im Kristall geraten durch die Brown'sche Molekularbewegung in Schwingungen.

Dadurch geschieht zweierlei:

• Einzelne Elektronen werden aus ihrer Bindung gelöst und werden freie Elektronen.
  
  
• Wo sich das Elektron gelöst hat, fehlt nun ein Elektron. Diese Elektronenfehlstelle wirkt wie eine bewegliche positive Ladung.
  
  
• Ein freies Elektron kann die Elektronenfehlstelle eines Nachbaratoms besetzen.
  An dieser Stelle neutralisiert sich also die (positive) Elektronenfehlstelle und das (negative) freie Elektron.
  Man spricht von Rekombination.
  
  
• Die freien Elektronen wandern daher insgesamt nach rechts,
• Die Elektronenfehlstellen wandern nach links.
• Durch beide Bewegungen wird der Kristall leitend.

© Grüninger, Landesbildungsserver, 2002