Dieses Kapitel passt ebenso gut in die Elektronik, wie in den Bereich der Atomphysik. So benötigt man für einen “Stromfluss” frei-bewegliche Ladungsträger, diese können Ionen oder auch Elektronen sind. Dies lässt sich am Beispiel Metall und Salz (im festen Zustand) erkennen. Metall wird aus einem Metallgitter aus positive geladenen Metallatomrümpfen (unbeweglich auf Gitterplätzen fixiert) und dem Elektronengas (delokalisierte Elektronen, verteilt zwischen den Metallatomen im Gitter) aufgebaut, weswegen ein Metall auch im festen Zustand elektrisch leitfähig ist. Salze werden aus positiv geladenen Kationen und negativ geladenen Anionen aufgebaut. Diese sind aber im festen Zustand auf ihren Gitterplätzen im Ionengitter fixiert und daher ist ein Salz im festen Zustand nicht elektrisch leitfähig (Ladungsträger sind vorhanden, aber keine frei-beweglichen).
Im folgenden soll kurz erklärt werden, welche Möglichkeiten es gibt, frei bewegliche Elektronen zu erzeugen:
Obwohl es sich um scheinbar unterschiedliche Prozesse zur Erzeugung freibeweglicher Elektronen handelt, beruht das Prinzip immer auf dem Gleichen, der Wechselwirkung von Energie mit Elektronen. In allen Fällen wird ein Elektron aus einer Elektronenhülle in einem Atom bzw. aus dem Valenzband oder aus Leitungsband eines Festkörpers gelöst, indem es Energie absorbiert. Durch die zugeführte Energie wird die Wechselwirkung zwischen den positiven Protonen im Atomkern und den negative geladenen Elektronen so abgeschwächt, dass sich die Elektronen aus dem Wirkungskreis der Protonen entfernen können.