Halbleiter sind Materialien mit Bandlücken im Bereich etwa 0,1–4 eV, deren elektrische Leitfähigkeit gezielt durch Dotierung, Temperatur oder optische Anregung einstellbar ist. In der Werkstoffwissenschaft umfassen sie kristalline und amorphe Verbindungen (z.B. Si, GaN, Perowskite) sowie organische Halbleiter. Struktur, Defekte und Grenzflächen bestimmen Ladungsträgerdichte, Mobilität und Rekombination. Sie bilden die Basis für Bauelemente wie Transistoren, Solarzellen, Leistungs- und Optoelektronik.