发出在价带的电子，产生电讯号。这即是光探测器的来源，在光纤通讯或是太阳能电池的领域是最重要的元件，也是相机中CMOS Image Sensor主要的运作原理。半导体有可能是单一元素组成，例如硅。也可以是两种或是多种元素的化合物，常见的化合物半导体有砷化镓或是（aluminium gallium indium phosphide, AlGaInP）等。合金也是半导体材料的来源之一，如硅锗或是（aluminium gallium arsenide, AlGaAs）等。
半导体的能带结构