Cuando físicamente no hay nada llamado ‘agujeros’, ¿cómo pueden moverse y causar conducción en material semiconductor?

Un agujero es solo un lugar en la red de semiconductores donde esperarías un electrón pero falta uno, generalmente porque el semiconductor, por ejemplo, silicio, ha sido dopado con algún elemento como el boro que le gusta “aceptar” (es decir, robar ) un electrón de un átomo de silicio. Esto crea un semiconductor de tipo p donde en cualquier momento una minoría significativa de átomos de Si tienen menos electrones de los que preferirían y están tratando de robarlos de sus vecinos.

Eso significa que la conducción puede suceder de la misma manera que un asiento vacío puede moverse alrededor de un auditorio si la gente sigue moviéndose hacia él. En algún nivel, todavía son personas (cf. electrones) que se mueven en la dirección opuesta a la vacante, pero es igual que la vacante en movimiento.

Y en el caso de los semiconductores, resulta que los agujeros son la forma más útil de verlo porque, debido a diversas interacciones con la red, los agujeros tienen una masa efectiva positiva. Es decir, no son como globos, que (en el aire) tienen una masa efectiva negativa tanto inercial como gravitacional, y caerán hacia adelante en un automóvil de frenado. En particular, si aplica un campo magnético para crear un efecto Hall, los agujeros se empujan hacia los lados como si fueran partículas de carga positiva y de masa positiva, y así se obtiene el voltaje opuesto de lado a lado como en un n- tipo semiconductor, aunque en ambos casos los electrones fluyen de la misma manera longitudinalmente.

¿Has oído hablar de un orbital antibonding? NO HAY NADA ALLÍ, sin embargo, pegue un electrón con suficiente energía y whoomph, la molécula de la que forma parte el orbital se desmoronará mágicamente. Sin que nada lo toque. En serio, no hay nada allí.

Bueno, está bien, no es nada. Hay una clara ausencia de algo. Hasta el punto de pegar algo allí, y sucederá algo extraño.

La mecánica cuántica es así de extraña. Cada vez que piensas que no hay nada que parezca que debería ser algo, probablemente sea algo, especialmente si se comporta como algo.

Ver también, la respuesta de Mark Barton.

Los agujeros no se mueven. Cuando se aplica un campo eléctrico, un electrón cerca de ese agujero que ha ganado suficiente energía debido a la presencia de un campo eléctrico salta a ese agujero para ocuparlo y, por lo tanto, crea un agujero desde donde se salta.

Imagina esto, tienes un agujero a la izquierda y un electrón a la derecha. Ahora empujas el electrón para ocupar ese agujero a la izquierda. Este movimiento de electrones deja un agujero en el lado derecho ya que el electrón dejó ese lugar. Entonces, el movimiento real es hecho por electrones, pero parece que el agujero se ha movido de izquierda a derecha.