concepto

hueco

La ausencia de un electrón en una red cristalina, que actúa como portador de carga positiva.
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Descripción

En la física del estado sólido, un hueco es una ausencia conceptual de un electrón en una red cristalina. Cuando un electrón es excitado a una banda de energía superior, deja tras de sí un estado vacante en la banda de valencia. Esta vacante se comporta como si fuera una partícula con carga positiva, moviéndose a través de la red mientras los electrones vecinos saltan al lugar vacío. El hueco no es una partícula física sino una cuasipartícula, una conveniencia matemática que describe con precisión el movimiento colectivo de muchos electrones.

Historia

El concepto fue introducido a finales de la década de 1920 por Rudolf Peierls y Werner Heisenberg, y más tarde formalizado por la teoría de cuasipartículas de Lev Landau.

Cómo funciona

En un semiconductor o aislante, los electrones ocupan bandas de energía. En el cero absoluto, la banda de valencia está llena y la banda de conducción está vacía. Cuando un electrón gana suficiente energía para saltar a la banda de conducción, deja un hueco en la banda de valencia. Un electrón de un átomo cercano puede llenar ese hueco, creando un nuevo hueco en otro lugar; efectivamente, el hueco se mueve. Bajo un campo eléctrico, los huecos se desplazan en dirección opuesta a los electrones, contribuyendo a la corriente eléctrica como portadores de carga positiva.

En la práctica

Los huecos son esenciales para los dispositivos semiconductores: el dopaje tipo p crea huecos, lo que permite el funcionamiento de transistores, diodos y celdas solares.

Dato curioso

Los huecos tienen masa efectiva positiva y pueden formar estados ligados con electrones llamados excitones, que son cruciales para los dispositivos optoelectrónicos.

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