Der nach John Battiscombe Gunn benannte Gunn-Effekt [ˈgʌn-] ist ein physikalischer Effekt, der in manchen Halbleitermaterialien bei hohen elektrischen Feldstärken auftritt und einen negativen differentiellen Widerstand bewirkt. Damit der Gunn-Effekt in einem Halbleiter auftreten kann, muss eines der Energiebänder ein relatives Minimum beziehungsweise Maximum haben, dessen Energie sich nur wenig vom absoluten Minimum bzw. Maximum unterscheidet.
Elektronen, die beispielsweise aus dem Valenzband in das Leitungsband angeregt wurden, befinden sich zuerst im absoluten Minimum des Leitungsbandes. Erreichen diese Elektronen in einem elektrischen Feld eine Energie, die im Bereich der Energiedifferenz zwischen absolutem und relativem Minimum liegt (bei GaAs 0,29 eV), so werden sie durch optische Phononen in das relative Minimum gestreut.
Da die effektive Masse der Elektronen umgekehrt proportional zur Krümmung des Bandes ist, haben die Elektronen im Seitental eine höhere effektive Masse und dadurch eine geringere Beweglichkeit. Dies führt dazu, dass der Stromfluss durch den Halbleiter mit steigender Spannung zuerst ansteigt. Ab einer von der Bandstruktur abhängigen Grenzspannung sinkt der Strom bei steigender Spannung wieder ab, d. h. es stellt sich ein negativer differentieller Widerstand ein.
Der Gunn-Effekt wird in der Gunn-Diode ausgenutzt, um Mikrowellen zu erzeugen.
