Carrier koncentrationen er antallet af elektroner til rådighed til at passere gennem en halvleder. En halvleder er et elektronisk enhed, der vil lede elektricitet, når en energikilde anvendes. Krystaller eller amorft eller ikke-krystallinsk, materialer fremstillet til dannelse af halvledermateriale. Kan tilsættes spormængder af metal molekyler, kaldet dopingmidler, at give ekstra elektroner til transport af elektrisk strøm.
Et molekyle består af en central kerne omgivet af ringe eller skaller af elektroner, der er i konstant bevægelse. Nogle materialer, kaldet donorer, har en elektron relativt langt væk fra kernen, der kan fjernes ved hjælp af elektriske strømme eller sollys. Forskellige molekyler, kaldet acceptorer, mangler en elektron i den ydre skal og kan tage frie elektroner, som er til stede. En halvleder bruger donor- og acceptormolekylerne placeret i krystallinsk eller amorft materiale. Områder for elektroner i acceptor materialer betegnes ofte som huller.
Silicon, både krystallinske og amorfe, er almindeligt anvendt til halvledere. Det kan overføre nogle elektroner som et rent materiale ved forskellige temperaturer. Dette er kendt som den iboende bærer koncentration. Pure silicium anvendes sjældent som en halvleder, fordi den indre koncentration er ganske lav. Andre materialer, såsom germanium eller siliciumcarbid, har en højere iboende bærer koncentration og kan anvendes som rene halvledere.
Små mængder af doteringsmidler kan ændre egenskaberne for en halvleder og tillade elektron flow med mindre modstand. Målingen af elektron kapacitet til doterede halvledere er kendt som den ydre bærer koncentration. Denne værdi anvendes til at beregne de elektriske egenskaber af halvleder i et elektronisk kredsløb. Ændringer i bærer koncentration fra styre doping vil påvirke de elektriske egenskaber af halvleder.
En halvleder indeholder tre sektioner. Ledningsbåndet er væsentlig doteret med spor molekyler, der har overskydende elektroner. Gap materiale, normalt et rent materiale uden doping, er placeret i midten. Det sidste lag er valensen lag, hvor materialet er doteret med spor molekyler mangler elektroner.
Der er mange almindelige brug af andre end i elektroniske enheder halvledere. Solpaneler består af amorf silicium celler forbundet til elektriske kredsløb. Energien af sollys frigiver elektroner i conduction band, der passerer gennem silicium halvledere og skaber en elektrisk strøm. Elektricitet skabt af solpaneler bruges typisk til at opkræve batteri banker til senere brug.
Lysemitterende dioder eller lysdioder, er almindelige anordninger, der anvendes til belysning boliger, virksomheder og køretøjer. En elektrisk strøm aktiverer en halvleder, der indeholder dopingmidler, der giver synligt lys, når elektroner passerer gennem dem. Lysdioder skaber meget lidt overskudsvarme, er energieffektive, og har lang nyttige levetid.
- Solpaneler har amorf silicium celler forbundet til elektriske kredsløb.