As lacunas circulam em um condutor? Por que sim ou por que não? O que ocorre com as lacunas quando alcançam o extremo de um semicondutor?
Passo 1
O enunciado pergunta se as lacunas (ausências de elétron em bandas ligantes) fazem sentido como portadoras em um condutor metálico e, em seguida, o que acontece com elas ao atingirem o limite de um semicondutor. Para responder, vamos usar conceitos de bandas de energia em sólidos, distinção entre condutor e semicondutor e o mecanismo de recombinação de portadores.
Passo 2
Em um condutor metálico não faz sentido falar em lacunas como portadoras porque, ao contrário do semicondutor, não há uma banda de valência bem separada de uma banda de condução por uma lacuna de energia. Nos metais a banda de condução está parcialmente preenchida (ou há bandas sobrepostas), de modo que toda a condução se dá por elétrons livres. A ideia de “falta de elétron” na banda de valência — e seu movimento como carga positiva — é irrelevante, pois não existe banda completamente cheia e isolada.
Passo 3
Em um semicondutor a situação é diferente: existe uma banda de valência totalmente preenchida separada por uma banda de condução vazia (ou quase vazia) por uma largura de gap
. Quando um elétron salta da valência para a condução, ele deixa para trás uma lacuna que se comporta como uma partícula com carga positiva. Sob um campo elétrico, essa lacuna “se move” para um lado, enquanto o elétron na banda de condução vai para o outro, permitindo modelar o transporte de carga por portadores positivos.
Passo 4
Quando essas lacunas alcançam o extremo físico do semicondutor — por exemplo, a camada de contato metálico — elas não “escapam” como entidades autônomas. Ocorre recombinação: um elétron vindo do eletrodo preenche a lacuna, neutralizando essa carga positiva ausente e fazendo a lacuna desaparecer. Essa recombinação mantém o circuito fechado, pois externamente a corrente continua sendo transportada por elétrons que saem do contato.
Resposta
As lacunas não circulam em condutor metálico porque lá não existe uma banda de valência isolada de onde possam faltar elétrons; toda a corrente é devida a elétrons livres. Num semicondutor, as lacunas existem e se movem como portadoras positivas, mas ao chegarem ao limite — normalmente um contato metálico — são recombinadas com elétrons que chegam do eletrodo, fazendo-as desaparecer.