Defektelektron

Als Defektelektron, Elektronenfehlstelle oder Loch wird der (virtuelle) positive bewegliche Ladungsträger in Halbleitern bezeichnet.

Es entsteht unter anderem wenn man hochreine vierwertige Halbleiter (Silizium, Germanium) gezielt mit gewissen dreiwertigen Elementen (meist Bor) verunreinigt, sie also durch Diffusion oder Ionenimplantation als Fremdatome ins Kristallgitter einbaut (siehe Dotierung). Eine Leitung durch Defektelektronen kann aber auch durch Eigenleitung entstehen, das heißt das durch aufreißen einer Si-Verbindung entsteht eine Lücke. Diese Lücke kann genauso wandern ohne das durch Fremdatome ein Elektronenmangel hervorgerufen werden muss.

Da im Kristallgitter dann eine Stelle frei ist, können benachbarte Elektronen in dieses "Loch" hüpfen. Von außen betrachtet sieht das so aus als würde sich ein positiv geladenes Loch bewegen.

Durch verschiedene Anregungsformen entstehen auch im undotierten Halbleiter Elektron-Loch Paare durch Herauslösen eines Elektrons aus seiner Bindungsstelle (entspricht dem Übergang vom Valenz- ins Leitungsband im Bändermodell).

Die Erzeugung von Elektron-Loch Paaren durch optische Anregung und anschließende Trennung derselben am p-n-Übergang wird in Solarzellen ausgenutzt um Licht in elektrische Energie umzuwandeln.