¿Los electrones involucrados en el enlace no pueden estar involucrados en la conducción?

Actualmente estoy estudiando el libro de texto Physics of Photonics Devices, Second Edition , de Shun Lien Chuang. En una sección que analiza los conceptos básicos de la banda de semiconductores y los diagramas de unión , el autor dice lo siguiente:

El átomo de As tiene un número atómico de 33 con un$[\text{Ar}]3d^{10}4s^24p^3$configuración o cinco electrones de valencia en la capa más externa ($4s$y$4p$estados). Para una vista simplificada, mostramos un diagrama de enlace plano [2, 3] en la figura 1.2a, donde cada enlace entre dos átomos cercanos se indica con dos puntos que representan dos electrones de valencia. Estos electrones de valencia son aportados por átomos de Ga o As. El diagrama de enlace muestra que cada átomo, como Ga, está conectado a cuatro átomos de As cercanos mediante cuatro enlaces de valencia u ocho electrones de valencia. Si asumimos que ninguno de los enlaces está roto, entonces todos los electrones están en la banda de valencia y no hay electrones libres en la banda de conducción. El diagrama de bandas de energía en función de la posición se muestra en la figura 1.2b, donde$E_c$es el borde de la banda de la banda de conducción y$E_v$es el borde de la banda de la banda de valencia. Cuando un fotón con una energía óptica$hv$por encima de la energía de banda prohibida$E_g$incide sobre el semiconductor, la absorción óptica es significativa. Aquí$h$es la constante de Planck y$v$es la frecuencia del fotón,

$$hv = \dfrac{hc}{\lambda} = \dfrac{1.24}{\lambda} \text{(eV)} \tag{1.1.1}$$

dónde$c$es la velocidad de la luz en el espacio libre, y$\lambda$es la longitud de onda en micrómetros ($\mu m$). La absorción de un fotón puede romper un enlace de valencia y crear un par electrón-hueco, como se muestra en la figura 1.2c, donde una posición vacía en el enlace está representada por un hueco. El mismo concepto en el diagrama de banda de energía se ilustra en la figura 1.2d, donde el electrón libre que se propaga en el cristal está representado por un punto en la banda de conducción. Es equivalente a adquirir una energía mayor que la banda prohibida del semiconductor, y la energía cinética del electrón es esa cantidad por encima del borde de la banda de conducción. El proceso inverso también puede ocurrir si un electrón en la banda de conducción se recombina con un hueco en la banda de valencia; este exceso de energía puede emerger como un fotón, y el proceso se denomina emisión espontánea. En presencia de un fotón propagándose en el semiconductor con electrones en la banda de conducción y huecos en la banda de valencia, el fotón puede estimular la transición descendente del electrón de la banda de conducción a la banda de valencia y emitir otro fotón de la misma longitud de onda y polarización, lo que se denomina proceso de emisión estimulada. Por encima del borde de la banda de conducción o por debajo del borde de la banda de valencia, tenemos que conocer la relación energía versus cantidad de movimiento para los electrones o huecos. Estas relaciones proporcionan información importante sobre el número de estados disponibles en la banda de conducción y en la banda de valencia. Al medir el espectro de absorción óptica en función de la longitud de onda óptica, podemos mapear el número de estados por intervalo de energía. Este concepto de densidad conjunta de estados, que se analiza más adelante en los siguientes capítulos, juega un papel importante en los procesos de absorción y ganancia óptica en los semiconductores.

Gracias a los comentarios de Jon Custer en esta pregunta , se ha aclarado la mayor parte de mi confusión con respecto a este asunto. Sin embargo, todavía hay un aspecto de la explicación de este libro de texto que me gustaría aclarar.

Si entiendo esto correctamente, los electrones involucrados en el enlace no pueden estar involucrados en la conducción. Esto se debe a que los electrones de enlace se encuentran en la banda de valencia, mientras que la conducción requiere electrones libres, que se encuentran en la banda de conducción. ¿Es correcto mi entendimiento aquí?

Apreciaría mucho que la gente se tomara el tiempo para aclarar esto.