Diode bezeichnet ein zweipoliges Halbleiterbauelement mit im Idealfall ausgeprägt gerichteter Stromleitung. Werkstoffwissenschaftlich steht die Ausbildung einer p-n-Übergangszone im Zentrum, deren Eigenschaften durch Dotierstoffkonzentration, Defektdichte, Grenzflächenqualität und thermische Prozessierung bestimmt werden.

In klassischen Dioden (z.B. auf Si oder GaAs) entsteht an der p-n-Grenze eine Raumladungszone mit internem elektrischen Feld. Dieses Feld führt zur Gleichrichterwirkung, bestimmt die Durchbruchmechanismen (Avalanche-, Zener-Durchbruch) und beeinflusst die Zuverlässigkeit, etwa durch Hot-Carrier- und Elektromigrationsphänomene. Kristallqualität, Versetzungsdichte und metallische Kontaktierung (Schottky- vs. Ohm-Kontakt) sind für Leckströme, Schaltgeschwindigkeit und thermische Stabilität entscheidend.

Optoelektronische Dioden, insbesondere Leuchtdioden (LEDs), nutzen Strahlungsrekombination im p-n-Übergang. Die spektrale Emission wird durch Bandlücke und Quantentopf-Design (z.B. III-V-Heterostrukturen) festgelegt, während interne Quanteneffizienz und Degradationsverhalten stark von Punktdefekten, Nichtgleichgewichtsprozessen und Diffusion reaktiver Spezies (z.B. Wasser, Sauerstoff) abhängen.

Organische Leuchtdioden (OLEDs) und biohybride Leuchtdioden erweitern das Materialspektrum auf konjugierte Polymere, kleine organische Moleküle und biomolekulare Komponenten. Hier stehen Ladungstransport über lokalisierte Zustände, Exzitonendynamik, Morphologie von Dünnfilmen und Grenzflächen zu Elektrodenmaterialien (ITO, Metalloxide, Metalle) im Fokus. Die Langzeitstabilität wird durch chemische Degradation, Phasenseparation und Elektrodendiffusion limitiert und ist ein zentrales Forschungsthema der werkstofforientierten Diodenentwicklung.