Die rot gekennzeichneten Energieniveaus nennt man Valenzband, die blau gekennzeichneten Leitungsband. Elektrischer Strom kann nur fließen, wenn sich im Leitungsband freie Elektronen befinden oder wenn im Valenzband Elektronen fehlen. Diese fehlenden Elektronen nennt nan dann "Defektelektronenen" oder einfach nur "Löcher". Sie verhalten sich wie positive Ladungsträger.
Normalerweise ist das Valenzband voll mit Elektronen besetzt, das Leitungsband leer. Nun fragt man sich, wie denn Elektronen aus dem Valenzband ins Leitungsband gelangen. Bei Metallen überlappen sich die Bänder, also sind Metalle Leiter.
Der Unterschied zwischen Halbleitern und Nichtleitern besteht in der Energie, die man aufbringen muss, um ein Elektron aus dem Valenzband ins Leitungsband zu befördern. Allgemein sieht man 3 eV als Grenze an. Unter 3 eV sagt man Halbleiter (z.B. Silizium 1,12 eV, Germanium 0,67 eV). Über 3 eV sind das Nichtleiter. (Die Bezeichnung Isolator für einen Nichtleiter ist falsch.)
Bei steigender Temperatur ist die thermische Energie der Teilchen größer, es befinden sich also mehr Elektronen im Leitungsband, also wird der Widerstand kleiner.
Abseits vom Physikunterricht:
In Halbleitern (z.B. Silizium, vierwertig) werden die Elektronen im Leitungsband nicht aus dem Valenzband gewonnen, sondern von Donatoren (z.B. Phosphor, fünfwertig). Die befinden sich etwa 50 meV unter der Leitungsbahn-Unterkante. Da reichen schon -40°C aus. Zur Erzeugung von Löchern verwendet man Akzeptoren (z.B. Bor, dreiwertig). Die befinden sich knapp über der Valenzband-Oberkante und nehmen Elektronen aus dem Valenzband auf und hinterlassen dort Löcher. Die Ladungsträgerkonzentration ist also praktisch nicht temperaturabhängig. Zumindest nicht bei Silizium bis 170°C. Bei Germanium allerdings genügt schon ein heißer Lötkolben ...