Elektrische Eigenschaften von Werkstoffen beschreiben ihr Verhalten in elektrischen Feldern und unter Stromdurchgang. Sie umfassen insbesondere elektrische Leitfähigkeit (bzw. spezifischen Widerstand), Permittivität, dielektrische Verluste, Ladungsträgerbeweglichkeit, Durchschlagsfestigkeit sowie Effekte wie Leitfähigkeitsdispersion und Nichtlinearitäten.
Grundlegend wird zwischen Leitern, Halbleitern und Isolatoren unterschieden. Die elektrische Leitfähigkeit σ wird durch die Konzentration und Beweglichkeit der Ladungsträger (Elektronen, Löcher, Ionen) bestimmt und ist stark von der elektronischen Bandstruktur und von Defekten abhängig. In Metallen dominieren delokalisierte Leitungselektronen, in Halbleitern spielen Dotierung und Temperatur eine zentrale Rolle, während in vielen keramischen Werkstoffen und Polymeren ionische oder polare Beiträge relevant sind.
Die Permittivität ε beschreibt die polarisierbare Reaktion eines Werkstoffs auf ein elektrisches Feld und ist frequenz- sowie temperaturabhängig. Sie ist entscheidend für die Funktion von Kondensatoren, dielektrischen Resonatoren und Ferroelectric-Elementen. Dielektrische Verluste, charakterisiert etwa durch den Verlustfaktor tan δ, begrenzen dabei die Einsatzfrequenz und Effizienz.
Für die Anwendung sind zudem Durchschlagsfestigkeit, Oberflächen- und Übergangswiderstände, Kontaktphänomene sowie Alterungs- und Degradationsmechanismen unter elektrischer Belastung relevant. In der Werkstoffentwicklung werden elektrische Eigenschaften gezielt über Mikrostrukturdesign, Phasenanteile, Dotierung und Texturierung eingestellt, um optimierte Funktionswerkstoffe für Mikroelektronik, Energiespeicher, Sensorik und Leistungselektronik zu realisieren.
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