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¿La banda de valencia es neutra?

Mientras estudiaba la teoría de bandas de los semiconductores, observé que cuando los electrones eran excitados desde la banda de valencia a la banda de conducción, dejaban huecos en la banda de valencia. Según mis conocimientos, creo que sólo los electrones de valencia ocupan la banda de valencia, lo que me indica que la banda de valencia es negativa. Para que los agujeros existan, la banda de valencia tiene que ser neutra. Entonces, ¿por qué la banda de valencia es neutra?

Si mi razón para que la banda de valencia sea negativa era errónea, me gustaría saber la razón.

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Steven Fisher Puntos 22249

Una banda, en sí misma, no tiene carga. Una banda es sólo un conjunto de posibles estados en los que pueden encontrarse los electrones. Los electrones tienen carga, pero los estados en sí no la tienen.

Si la banda de valencia está totalmente ocupada, la carga de los electrones de la banda se equilibrará con la carga de los protones de la red, y la carga global del material será neutra. Como curiosidad, dado que los protones están bien localizados en el espacio de posición, están muy dispersos en el espacio k.

Si hay un estado desocupado en la banda de valencia, habrá una carga neta positiva local (en el espacio k) porque las cargas positivas nucleares no son compensadas por los electrones de la banda de valencia. Esta carga positiva se comporta como si estuviera unida a una partícula, y a esa partícula la llamamos agujero .

A menudo, el electrón retirado de la banda de valencia sólo se desplaza a la banda de conducción, por lo que la carga neta en el material puede seguir siendo neutra, aunque haya un agujero presente. La partícula de la banda de conducción (electrón) y la partícula de la banda de valencia (agujero) pueden separarse en el espacio k (y en el espacio de posición), por lo que debemos seguirlas por separado.

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