Elektronentransfer

Unter einem Elektronentransfer versteht man die Übertragung eines Elektrons zwischen zwei räumlich getrennten Zentren aufgrund quantenmechanischer Übergänge. Hierbei handelt es sich um einen zentralen Prozess der Energieübertragung auf mikroskopischer Skala, der relevant ist für die Chemie (Bindung und Anregung in molekularen Systemen), darauf aufbauend für die Biologie sowie für die Physik und darauf aufbauend in technologisch relevanten Prozessen der Materialwissenschaften (z. B. Halbleiterindustrie). Je nach Fachrichtung sind mit dem Begriff Elektronentransfer weitere Aspekte verwandt. In der Chemie spricht man von Elektronentransferreaktion (auch Elektronenübergangsreaktion) als Reaktion auf den Elektronentransfer, also eher den makroskopisch fassbaren Anfangs- und Endzustand (und schließt so beispielsweise jegliche Annäherung, z. B. Diffusion, der Zentren mit ein). In der Biologie hat das Zusammenspiel von Elektronentransfer und der heterogenen molekularen Umgebung Bedeutung für die komplexen Prozesse in biologischen Abläufen, und wird dort als die Elektronentransportkette zusammengefasst. Auch in elektronischen Bauelementen spielt der quantenmechanische Elektronentransfer auf mikroskopischer Skala eine zentrale Rolle. Jedoch spielen spezifische quantenmechanische Effekte aufgrund der Größe von Bauelementen und der Anzahl involvierter Elektronen und Atomen i. Allg. keine Rolle und man spricht von bzw. vom makroskopisch messbaren Strom. Sobald aber eine Grenzfläche involviert ist, treten mikroskopische Prozesse auf, die durch die Festkörperphysik beschrieben werden und z. B. in der Halbleitertechnik oder Photovoltaik bedeutend sind.