En halvledare är ett material som i vissa fall leder elektricitet men inte i andra. Goda elektriska ledare, som koppar eller silver, låter lätt elektricitet strömma genom dem. Material som blockerar flödet av elektricitet, som gummi eller plast, kallas isolatorer. Isolatorer används ofta för att skydda människor från elektriska stötar. Som namnet antyder leder en halvledare inte lika bra som en ledare. Kisel är den mest använda halvledaren, men galliumarsenid används också.
Genom att lägga till olika atomer i halvledarens kristallgitter (rutnät) ändras ledningsförmågan genom att skapa n-typ och p-typ halvledare. Kisel är den viktigaste kommersiella halvledaren, även om många andra används. De kan göras till transistorer, som är små förstärkare. Transistorer används i datorer, mobiltelefoner, digitala ljudspelare och många andra elektroniska apparater.
Liksom andra fasta ämnen kan elektronerna i halvledare bara ha energi inom vissa band (dvs. energinivåer) mellan energin i grundtillståndet, som motsvarar elektroner som är fast bundna till materialets atomkärnor, och den fria elektronens energi, som är den energi som krävs för att en elektron ska kunna fly helt och hållet från materialet.
