Der Begriff Gap (Lücke) besitzt in der Werkstoffwissenschaft mehrere präzise Bedeutungen, die sich grob in elektronische und strukturelle Lücken einteilen lassen.

Elektronische Bandlücke
Die wichtigste Verwendung ist die Bandlücke in Festkörpern. Sie bezeichnet den Energiebereich zwischen dem voll besetzten Valenzband und dem unbesetzten Leitungsband, in dem keine erlaubten elektronischen Zustände existieren. Die Größe der Bandlücke E_g bestimmt im Wesentlichen das elektrische und optische Verhalten eines Materials: Metalle besitzen effektiv keine Bandlücke, Halbleiter eine moderate Bandlücke (typisch 0,5–3 eV), Isolatoren eine große Bandlücke (> 3 eV). Bandlücken lassen sich durch Legierung, Spannungszustand (Strain Engineering), Quantenbegrenzung (Nanostrukturen) oder Defektdotierung gezielt einstellen.

Optische Übergänge über die Bandlücke bestimmen Absorptionskanten, Photolumineszenz und die Funktion von Bauelementen wie Dioden, Lasern und Solarzellen. In realen Materialien modifizieren Defektzustände im Gap die Ladungsträgerrekombination und damit Lebensdauer und Effizienz.

Strukturelle und mechanische Gaps
Strukturell bezeichnet Gap eine geometrische Trennung oder Hohlstelle, etwa Fugen zwischen Verbundpartnern, Spalte in Grenzflächen oder Poren und Mikrorisse. Solche Lücken beeinflussen Wärme- und Elektronentransport, Korrosionsverhalten, Ermüdung und Bruchmechanik. Insbesondere an Grenzflächen können Gaps zu Entfestigung, Entkopplung von Schichten und lokal erhöhter Spannungsintensität führen.

In modernen Funktionswerkstoffen ist das kontrollierte Design sowohl der elektronischen Bandlücke als auch der strukturellen Lücken (z.B. gezielte Porosität) ein zentrales Werkzeug, um maßgeschneiderte elektrische, optische, mechanische und transportrelevante Eigenschaften zu realisieren.