Techniklexikon

Halbleitereffekt

Halbleiterelektronische Effekte. Grundlage für die Halbleiterelektronik, in der physikalische Effekte in Halbleiterwerkstoffen für elektronische Funktionen genutzt werden. In der Mikroelektronik wird eine Vielzahl von H. angewendet, um den unterschiedlichen Anforderungen entsprechend Bauelemente mit den gewünschten Funktionen herstellen zu können. Der überwiegende Teil diskreter und integrierter Halbleiterbauelemente beruht auf Oberflächen- bzw. Schichteffekten, die an oder in Grenzflächen zwischen verschiedenartigen Halbleitern bzw. zwischen unterschiedlichen Bereichen eines homogenen Halbleiters auftreten, wobei letztere z. B. durch Dotierung erzeugt werden können. Schichteffekte treten insbesondere auf an allen Halbleiterübergängen sowie in Verarmungs-, Anreicherungs- und Inversionsschichten (Feldeffekt). Dagegen werden Volumeneffekte, wie der Gunn-Effekt, der Avalanche-Effekt und der piezoelektrische Effekt, hauptsächlich für spezielle Höchstfrequenz-Halbleiterbauelemente sowie in der Akustoelektronik ausgenutzt. Für die Optoelektronik sind vor allem die Lumineszenz infolge Rekombination der Ladungsträger und der innere fotoelektrische Effekt (Effekt, innerer fotoelektrischer) von entscheidender Bedeutung, wobei optoelektronische Bauelemente häufig auf der Kombination mehrerer H. basieren. Sensoren und Wandlerelemente beruhen auf einer Reihe von speziellen Effekten (z. B. piezoresistiver Effekt, Hall-Effekt, Wiegand-Effekt). Typische quantenmechanische Effekte sind der rr Tunneleffekt sowie der Josephson-Effekt, der Grundlage der Kryoelektronik ist.