Ladungsträger

Als Ladungsträger wird in Physik und Chemie ein Teilchen oder ein Quasiteilchen bezeichnet, das sich frei bewegen kann und eine elektrische Ladung trägt, wie zum Beispiel das Elektron, ein Defektelektron und das Ion. In einem leitenden Medium kann ein elektrisches Feld auf diese Teilchen eine Kraft ausüben, was zu einer Bewegung der Partikel durch das Medium führt und schließlich einen elektrischen Strom ausmacht.

In verschiedenen Leitmedien fungieren verschiedene Partikel als Ladungsträger:

In Metallen sind die Ladungsträger die negativ geladenen Elektronen. Ein oder zwei Valenzelektronen von jedem der Metall-Atome können sich frei in der Kristallstruktur des Metalls bewegen und bilden zusammen ein so genannten Elektronengas. Diese freien Elektronen werden auch als Leitungselektronen bezeichnet.

In Halbleitern, die unter anderen in elektronischen Bauteilen wie Transistoren und integrierten Schaltkreisen verwendet werden, verhalten sich die Teilchen so, als würden effektive Teilchen, die als Elektronenlöcher mit positiver Ladung bezeichnet werden, sich durch diesen hindurch bewegen und elektrische Eigenschaften hervorrufen. Diese als Defektelektronen bezeichneten Löcher sind hier die positiven und die ebenfalls im Halbleiter vorhandenen Elektronen die negativen Ladungsträger.

In Elektrolyten wie Salzwasser werden die Ladungsträger durch die Ionen gestellt - Atome oder Moleküle, die durch Gewinn oder Verlust von Elektronen elektrisch geladen sind. Negativ geladene Ionen sind hierbei die Anionen, die positiv geladenen die Kationen. Kationen und Anionen dienen auch in geschmolzenen ionischen Festkörpern als Ladungsträger. Protonenleiter sind elektrolytische Leiter, die positive geladene Wasserstoff-Ionen als Träger beinhalten.

In einem Plasma - einem elektrisch geladenen Gas, das in elektrischen Lichtbögen in der Luft, in Neon-Röhren oder auch um Sonne und Sternen auftritt, wirken die Elektronen und Kationen des ionisierten Gases als Ladungsträger.

Im Vakuum können freie Elektronen als Ladungsträger auftreten. In dem als Elektronenröhre bekannten elektronischen Bauteil wird die mobile Elektronenwolke durch eine erhitzte Metall-Kathode inn einer thermionischen Entladung erzeugt.. Wenn das angelegte elektrische Feld stark genug ist, um die Elektronen in einen Strahl zu ziehen, wird dies als Kathodenstrahl bezeichnet; dieses Verfahren ist die Basis der Kathodenstrahlröhren (Braunsche Röhren), die in Fernsehgeräten und Computermonitoren bis in die 2000er Jahre hinein weit verbreitet waren.

Kategorie: Terminologie.

Aktualisiert am 08.11.2018.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/l/ladungsträger.php