Techniklexikon

Leitungselektronen

Freie Elektronen. Bewegliche Elektronen, die als Träger des elektrischen Stroms dienen können. L. sind aus ihren Bindungen im Festkörper befreite Elektronen, die energetische Niveaus im Leitungsband besetzen (Bändermodell). Ihre potentielle Energie ist gleich der Energie der Leitungsbandunterkante EL, womit sich ihre kinetische Energie als Differenz zwischen der Gesamtenergie E eines L. und EL ergibt. Im Halbleiter sind L. Träger der Elektronenleitung. Die Gesamtheit der L. bildet das sog. Elektronengas. Der Begriff drückt aus, daß es sich dabei um ein Kollektiv freier Ladungsträger handelt, dessen Verhalten bezüglich bestimmter Eigenschaften in guter Näherung analog zum klassischen Gas beschrieben werden kann. Zum Beispiel ist das Elektronengas der Wärmebewegung in ähnlicher Weise unterworfen wie die Moleküle in einem Gas. Während dort die Moleküle elastische Zusammenstöße erleiden, erfahren die L. eine Streuung, d. h. elastische Stöße mit den Schwingungen der Gitterbausteine, den Phononen (Leitungsmechanismus). die Elektronen nicht aufgefüllter äusserer Bänder im Festkörper, die hauptsächlich Träger des elektrischen Stroms sind. (Leitungsband)