Образование кристаллических структур связано с обобществлением валентных электронов, что изменяет потенциал ионизации, т.е. энергию, необходимую для перехода электрона из валентной энергетической зоны в зону проводимости. Так, минимальная энергия ионизации кремниевого полупроводника равна 1,11 эВ против потенциала ионизации атома, равного 8,15 эВ. В некоторых полупроводниках для переброса электрона в зону проводимости требуется еще меньшая энергия, например, для бета-селенида серебра она составляет 0,15 эВ. На рис. приведена шкала электромагнитного излучения, из которой видны диапазоны длин волн и энергий фотонов различных его видов: от радиоволн до космических фотонов. Видно, что границы диапазонов длин волн и энергий фотонов различных видов излучения частично перекрываются — отсюда некоторая условность их разграничения. Видно, что границы диапазонов длин волн и энергий фотонов различных видов излучения частично перекрываются — отсюда некоторая условность их разграничения.

Например, фотон инфракрасного излучения может попасть в область «субмиллиметровых» волн, а фотон «вакуумного ультрафиолета» — в область «сверхмягкого»5 рентгеновского излучения. В этом случае электрон переходит со своей орбиты на какую-то из вышележащих, а атом оказывается в «возбужденном» состоянии.