電洞

設想一個停滿車的停車場，只剩一個空位。要是有輛車倒進那個空位，空出來的位置就移到了那輛車原來停的地方。如果你只盯著那個空位看，它彷彿自己在場子裡滑來滑去，幾乎像是「空缺」成了一樣東西。在晶體裡，一條本來填滿的能帶中留下的一個空座位，行為恰恰如此，物理學家給這個會移動的空缺取了個名字：電洞。

電洞是當一個電子從幾乎填滿的價帶中被取走時所留下的空位。與其去追蹤餘下數十億個電子如何挪動來填補這個空缺，不如乾脆只追蹤那個唯一缺失的位置，這要簡單得多。這個位置會移動、會響應電場、會承載電流——而由於它是負電荷海洋裡少了一個負電荷，它表現得恰恰像一個帶正電的粒子。

電洞之所以重要，是因為它們是貨真價實的載流子，與電子地位平等，半數的半導體器件都靠它們。電晶體、二極體和太陽能電池，都是電子和電洞一起在玩。一個常見的誤解是把電洞當成一個真實的帶正電的粒子；它不是——它是一種巧妙而完全準確的方式，用來描述眾多電子的集體運動，但歸根結底，底下移動的只有電子。