Struktura pasmowa półprzewodników
Zobacz przewodnictwo elektryczne i półprzewodniki, aby uzyskać bardziej szczegółowy opis struktury pasmowej.
W ciałach stałych, zdolność elektronów do działania jako nośniki ładunku zależy od dostępności wolnych stanów elektronicznych. Dzięki temu elektrony mogą zwiększać swoją energię (tj. przyspieszać), gdy przyłożone jest pole elektryczne. Podobnie, dziury (puste stany) w prawie wypełnionym paśmie walencyjnym również pozwalają na przewodnictwo.
Jako takie, przewodnictwo elektryczne ciała stałego zależy od jego zdolności do przepływu elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Stąd, w przypadku semimetalu z regionem nakładania, przewodnictwo elektryczne jest wysokie. Jeśli istnieje mała przerwa pasmowa (Eg), to przepływ elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa jest możliwy tylko wtedy, gdy dostarczona jest energia zewnętrzna (termiczna, itp.); te grupy z małym Eg nazywane są półprzewodnikami. Jeżeli Eg jest dostatecznie duże, to przepływ elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa staje się pomijalny w normalnych warunkach; grupy te nazywamy izolatorami.
W półprzewodnikach istnieje jednak pewne przewodnictwo. Jest to spowodowane wzbudzeniem termicznym – niektóre z elektronów mają wystarczająco dużo energii, aby przeskoczyć przerwę w paśmie za jednym zamachem. Gdy znajdą się one w paśmie przewodnictwa, mogą przewodzić prąd, podobnie jak dziura, którą pozostawiły w paśmie walencyjnym. Dziura jest pustym stanem, który pozwala elektronom w paśmie walencyjnym na pewien stopień swobody.
.