Halbleitermaterialien besitzen eine Bandlücke im Bereich von ca. 0,1–4 eV und ermöglichen gezielte Steuerung der Ladungsträgerdichte durch Dotierung und Defektengineering. Klassische Systeme sind Si, Ge und III-V-Verbindungen, ergänzt durch Wide-Bandgap-Materialien (SiC, GaN) und 2D-Halbleiter. In der Werkstoffwissenschaft stehen Kristallqualität, Versetzungsdichte, Grenzflächen und Diffusionsprozesse im Fokus, da sie elektrische, optische und thermische Eigenschaften von Bauelementen und Leistungsmodulen maßgeblich bestimmen.