Estaba leyendo un texto sobre el dopaje de tipo n y decía:
'Tales impurezas se llaman donantes porque donan electrones. Tenga en cuenta que en este caso, no se crea ningún agujero junto con la creación de un electrón de conducción.'
No estoy seguro de cómo no dejan un agujero. Un átomo de fósforo se uniría con la silicona y le sobraría un electrón, cuando pierden este electrón en la banda de conducción, se ionizarían, luego tendrían una carga positiva, ¿esto no atraería más electrones? ¿No es un agujero?
El átomo de fósforo tiene 5 electrones de valencia. Cuando se coloca en un sitio de red del cristal de silicio, se une con cuatro electrones en pares de enlaces covalentes a los átomos de Si vecinos, lo que deja un electrón que no está en un enlace covalente. A temperatura ambiente, este electrón (carga -e) puede abandonar fácilmente el átomo de fósforo dejando el átomo inmóvil cargado positivamente (+e) en la red detrás. A bajas temperaturas, el centro P cargado positivamente puede atrapar un electrón de la banda de conducción para que se una al centro como en un átomo de hidrógeno. El fósforo se llama donante, porque dona un electrón a la banda de conducción. En este proceso no se produce ningún agujero en la banda de valencia.
Sí, el átomo de fósforo se cargaría positivamente cuando se ioniza debido a la temperatura ambiente y su electrón se aleja, pero eso no es lo que significa un "agujero". Un "agujero" no es simplemente un objeto con carga positiva en la red. Tienes que ir más allá de una imagen clásica y pensar en términos de mecánica cuántica y teoría de bandas electrónicas, que es donde realmente surge el concepto de "agujeros". Los "agujeros" son estados vacíos en bandas electrónicas casi llenas. Debido a su comportamiento bajo campos eléctricos, estos estados vacíos pueden considerarse equivalentemente como cuasipartículas móviles cargadas positivamente (es decir, "agujeros") con características dictadas por las bandas electrónicas. Su ion de fósforo es algo completamente diferente. Es cierto que tiene carga positiva, pero no se mueve de acuerdo con la estructura de bandas electrónicas del material y, de hecho, no es móvil en absoluto. Es simplemente una entidad estática e inmóvil en la red cristalina.
En pocas palabras: los "agujeros" son cuasipartículas móviles cargadas positivamente cuyo comportamiento está determinado por la estructura de bandas electrónicas del material.
No es una respuesta es un comentario. El átomo de fósforo tiene 5 electrones en la capa de valencia y cuando coloca este átomo en una red de silicio con 4 electrones en la capa de valencia, creará un electrón adicional. Creo que todo depende de los enlaces covalentes porque 4 electrones están emparejados con electrones de silicio adyacentes y el quinto electrón puede pasar fácilmente (necesita una pequeña cantidad de energía, temperatura ambiente suficiente) a la banda de conducción. Y no habrá agujero en los enlaces covalentes. Así es como imagino esto. Pero su pregunta es muy interesante y esperaré una respuesta.
hoja de ave
jon custer