Un amigo me pregunto: "De veras existen los huecos?. Porque el profesor que me enseño eso en la Universidad me dijo que no se sabia si existian".
Casi me arranco los pelos: Los huecos EXISTEN y son reales, muy reales, tanto que trabajan como portadores de carga igual que si fuesen un electron de carga positiva (no confundir con positron, porque no son antimateria).
Vamos a intentar explicar un poco para los legos en el tema.
Empecemos por una aberracion que se enseña , confunde mucho y hace mas de 100 años que se sabe que no es cierta: el famoso "Atomo de Bohr". Claro, es lindo para enseñar y explicar porque alli todo se calcula muy facil y da resultados que coindicen con la Cuantica.... siempre y cuando solo nos limitemos al atomo de Hidrogeno y en su estado de excitacion mas baja y elemental (o sea como si estuviese al Cero Absoluto). Cualquier otro atomo o estado de energia, ya no coincide mas con la realidad. De paso confunde mucho al estudiante, porque lo lleva a creer que "Los atomos son Sistemas Solares en miniatura", cosa total y absolutamente equivocada.
Los electrones en un atomo estan dispuestos en ORBITALES: Que son "Zonas de probabilidad" donde se encuentran los electrones de un atomo. En un orbital entra uno y solo un electron.... y dentro de esa zona, es absolutamente imposible saber en que lugar exacto se encuentra. Que es dificil de comprender?. Bueno, el ser humano que mas entendio la Cuantica en este mundo ha sido Richard Feynman, y una vez dijo "El que diga que entiende toda la Fisica Cuantica, es porque en realidad no entendio absolutamente nada". Asi que esas cosas para un nivel inicial a intermedio, SE ACEPTAN, porque la explicacion a duras penas la comprenden los muy expertos en el tema. Otra cosa a aceptar, es que en el atomo, el electron no puede existir "fuera del orbital": O sea que cuando cambia de un estado de energia a otro, simplemente desaparece de un orbirtal y aparece en otro.... sin pasar por "el espacio intermedio" (proceso complejo donde siempre habra el acompañamiento de un foton y un neutrino)
Bien... aclarado ese punto, vamos a lo nuestro: Tenemos un CRISTAL de material. Es imprescindible en este caso tener un CRISTAL, donde todos los atomos esten perfectamente acomodados en una estructura espacial regular. Son todos "atomos iguales", por lo tanto tendremos toda una seguidilla de millones de "capas externas" de atomos, de determinado orbital (que nos determina un nivel de energia). Es casi como una gran RUTA, sin curvas ni baches, donde todos los electrones estan al mismo nivel energetico. Si es un CONDUCTOR, los electrones de ese nivel estaran muy debilmente agarrados al atomo, y circularan con muy poca oposicion (que llamamos "resistencia"), por esa "Ruta de nivel energetico". Si es un AISLADOR, los elecrtrones estaran muy firmemente agarrados a sus atomos en sus orbitales.... y esa ruta estara practicamente VACIA.
Pero tenemos una tercera categoria: los SEMICONDUCTORES, como el Silicio o el Germanio (los mas conocidos), donde si bien los electrones estan bastante firmemente agarrados, no cuesta mucho trabajo "desprenderlos", y hacerlos circular de un orbital al orbital vecino en esa RUTA donde todos tienen el mismo nivel de energia.
Aca viene donde se realiza el DOPADO de ese semiconductor: En medio de esa estructura cristalina de "todos iguales" se incrusta un atomo llamado "Impureza" en el cristal. No cualquier atomo de impureza sirve: solo lo hacen los que son muy parecidos al atomo original; O sea que tienen apenas de diferencia un proton y un electron mas o menos (o sea sus vecinos en la Tabla Periodica).
Si la impureza tiene "un electron demas".... sera como tener "un alto entre un millon de petisos": su cabeza sobresaldra . En este caso, la "cabeza", es UN ORBITAL CONTENIENDO UN ELECTRON... y ese electron, que tiene "un poquito mas de energia" que todos los millones que lo rodean, podra entrar a circular libremente (o bajo control externo, como hacemos en un dispositivo armado con semiconductores como un transistor o un tiristor).
Si la impureza tiene "un electron de menos"... ahi es al reves: tenemos "un petiso entre millones de altos", y si pensamos en una imagen de espejo, el petiso sobresaldra tanto como el alto en el ejemplo anterior. Aca lo que ocurrira, es que ese atomo con un "electron de menos", igual tendra el mismo Orbital externo (porque los orbitales son zonas de espacio, y EXISTEN AUNQUE ESTEN VACIOS).
Asi que en toda esa hilera de millones de atomos, quedara "un lugar (orbital) vacio": eso es un HUECO.
A la naturaleza ya sabemos que "no le agradan los huecos", por lo que es imposible sacar una cucharade agua y que quede el hueco en el agua. Bien.... aca es exactamente igual: Siempre algun electron de un atomo vecino "molesto por el hueco", se mudara y lo llenara, dejando a su vez un HUECO en el orbital que ocupo hasta una fraccion de microsegundo anterior, y asi sucesivamente, ese HUECO, se ira desplazando por todo el Semiconductor.... de la misma forma que antes se desplazo el electron.
Por lo tanto, el HUECO, existe y es REAL: Es simplemente un "Orbital vacio": Un lugar de probabilidad de tener un electron, que de momento no tiene ninguno, y la naturaleza que busca "rellenar todos los huecos", o hace desplazarse y moverse como si fuese algo material.... siendo solo un lugar del espacio vacio, que en un mar de nivel de energia con cargas negativas, al faltarle esa carga negativa, se comporta como si fuese una carga positiva.
