Stromfluss, mikroskopisch betrachtet

Um zu verstehen, warum einzelne Materialen Leiter oder Isolatoren sind, muss man sich den atomaren Aufbau der Festkörper näher ansehen. Ein Musterbeispiel ist Silicium, das in Reinstform ein Isolator ist. Lediglich kleinste, bewusst herbeigeführte Verunreinigungen sorgen für die gesteuerte Leitfähigkeit des bekannten Halbleitermaterials. Im Kristallaufbau von Silicium hat jedes Atom vier nächste Nachbarn. Damit bildet jedes der vier Valenzelektronen genau ein stabiles Bindungspaar; es bleiben keine freien Elektronen für einen Stromfluss.

	Bei Metallen wie Kupfer liegt der Fall ganz anders. Wegen der sogenannten Metallbindung gibt jedes Atom Elektronen in ein gemeinsames "Elektronengas". Damit sind Metalle automatisch sehr gute elektrische Leiter.