Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für die Beweglichkeit der freien Ladungsträger - Elektronen oder Ionen - in einem Material und sagt damit etwas über die Fähigkeit des Materials aus, elektrischen Strom zu leiten. Angegeben wird die Leitfähigkeit in Siemens pro Meter (S/m) und entspricht dem Kehrwert vom spezifischen Widerstand. Formelzeichen für die Leitfähigkeit sind die griechischen Buchstaben Sigma und Kappa.

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Leitfähigkeit von verschiedenen Materialien

Die Leitfähigkeit gilt gleichermaßen für feste und flüssige Stoffe, für Leiter, Halbleiter und Nichtleiter. Bei der Elektronenübertragung ist die Leitfähigkeit abhängig von der Anzahl der freien Elektronen und damit von der Bandlücke zwischen Leitungsband und Valenzband. Bei Leitern besteht keine Bandlücke, die Elektronen können vom Valenzband zum Leitungsband wandern. Dementsprechend haben Leiter eine hohe Leitfähigkeit, die je nach Material zwischen 10exp5 und 10exp6 Siemens/cm (S/cm) liegt. Nichtmetallische Leiter wie Graphit erreichen 10exp3 und 10exp4 und leitfähige Polymere 10 bis 10exp3 S/cm. Halbleiter haben hingegen eine kleine Bandlücke, die von äußeren Einflüssen wie Licht oder Temperatur abhängt und die die Leitfähigkeit erhöht. So liegen die Werte für Germanium und Silizium zwischen 1 und 10exp-2. Bei Nichtleitern ist diese Bandlücke besonders hoch, es gibt keine freien Elektronen und die Leitfähigkeit erreicht Werte bis zu 10exp-18 S/cm.