電子缺陷

從能帶理論分析，非金屬固體具有價帶、禁帶或導帶。
當0K時，導帶全部空著，而價帶全部被電子填滿。由於熱能作用或其他能量傳遞過程，價帶中電子得到能量而被激發到導帶中，此時在價帶留一空穴，在導帶中也存在一個電子。這時，雖然未破壞原子排列的周期性，但由於出現了空穴和電子而帶正電荷和負電荷。因此在它們周圍形成了一個附加電場，進而引起周期性勢場的畸變，造成晶體的不完整性而產生的缺陷稱為電子缺陷(或稱電荷缺陷)。

電子對-內部結構模型圖

產生電子缺陷的材料其組成都有偏離化學計量的現象，因而電子缺陷也可稱為非化學計量缺陷，它是生成N型(電子導電)或P型(空穴導電)半導體的重要基礎。例如，TiO2在還原氣氛下形成TiO2-x（x＝0或1），它是一種N型半導體。