Estructura de banda de los semiconductores
Véase conducción eléctrica y semiconductores para una descripción más detallada de la estructura de banda.
En los sólidos, la capacidad de los electrones para actuar como portadores de carga depende de la disponibilidad de estados electrónicos vacantes. Esto permite a los electrones aumentar su energía (es decir, acelerar) cuando se aplica un campo eléctrico. Del mismo modo, los huecos (estados vacíos) en la banda de valencia casi llena también permiten la conductividad.
Como tal, la conductividad eléctrica de un sólido depende de su capacidad para hacer fluir electrones de la banda de valencia a la de conducción. Por lo tanto, en el caso de un semimetal con una región de superposición, la conductividad eléctrica es alta. Si existe una pequeña brecha de banda (Eg), el flujo de electrones de la banda de valencia a la de conducción sólo es posible si se suministra una energía externa (térmica, etc.); estos grupos con Eg pequeños se denominan semiconductores. Si la Eg es suficientemente alta, entonces el flujo de electrones de la banda de valencia a la banda de conducción se vuelve insignificante en condiciones normales; estos grupos se llaman aislantes.
Sin embargo, existe cierta conductividad en los semiconductores. Esto se debe a la excitación térmica: algunos de los electrones obtienen suficiente energía para saltar la banda de conducción de una sola vez. Una vez que están en la banda de conducción, pueden conducir la electricidad, al igual que el hueco que han dejado en la banda de valencia. El agujero es un estado vacío que permite a los electrones de la banda de valencia cierto grado de libertad.