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Quando um campo elétrico é aplicado a um metal, elétrons carregados negativamente são acelerados e transportar a corrente resultante. Em um semicondutor a carga não é transportada exclusivamente por elétrons. Buracos carregados positivamente também carregam carga. Estes podem ser vistos tanto como vagas na banda de Valência, ou equivalentemente como partículas carregadas positivamente.

uma vez que a distribuição de Fermi-Dirac é uma função passo a passo no zero absoluto, os semicondutores puros terão todos os estados nas bandas de Valência cheios de elétrons e serão isoladores no zero absoluto. Isto é representado no diagrama e-k abaixo; círculos sombreados representam estados de momento preenchido e círculos vazios estados de momento não preenchido. Neste diagrama k, ao invés de k, tem sido usado para denotar que o vetor de onda é realmente um vetor, ou seja, um tensor do primeiro grau, ao invés de um escalar.

Se a banda lacuna é suficientemente pequena e a temperatura é aumentada a partir do zero absoluto, alguns elétrons podem ser termicamente excitados para a banda de condução, criando um elétron-buraco par. Isto é como resultado da fusão da distribuição Fermi-Dirac a temperatura finita. Um elétron também pode se mover para a banda de condução a partir da banda de Valência se ele absorve um fóton que corresponde à diferença de energia entre um estado preenchido e um estado não preenchido. Qualquer fóton deve ter uma energia que seja maior ou igual à diferença de banda entre a banda de Valência e a banda de condução, como no diagrama abaixo.

seja termicamente ou fotonicamente induzido, o resultado é um elétron na banda de condução e um estado vago na banda de Valência.

If an electric field is now applied to the material, all of the electrons in the solid will feel a force from the electric field. No entanto, como dois elétrons não podem estar exatamente no mesmo estado quântico, um elétron não pode ganhar qualquer momento do campo elétrico a menos que haja um estado de momento vago adjacente ao estado que está sendo ocupado pelo elétron. No esquema acima, o elétron na banda de condução pode ganhar impulso do campo elétrico, assim como um elétron adjacente ao estado vago deixado para trás na banda de Valência. No diagrama abaixo, ambos os elétrons são mostrados movendo-se para a direita.

o resultado disto é que os elétrons têm algum momento líquido, e assim há um movimento geral de carga. Este ligeiro desequilíbrio de momento positivo e negativo pode ser visto no diagrama abaixo, e dá origem a uma corrente elétrica.

O vago site na banda de valência, que foi movido para a esquerda pode ser visto como sendo uma partícula que transporta carga elétrica positiva de igual magnitude para o elétron de carga. Isto é, portanto, um buraco. Deve-se apreciar que estes esquemas não representam elétrons ‘saltando’ do local ao local no espaço real, porque os elétrons não são localizados a locais específicos no espaço. Estes esquemas estão no espaço do momento. Como tal, buracos não devem ser pensados como se movendo através do semicondutor como deslocamentos quando os metais são plasticamente deformados – basta vê-los simplesmente como partículas que carregam carga positiva.

o processo oposto à criação de um par de buracos de elétrons é chamado de recombinação. Isto ocorre quando um elétron cai em energia da banda de condução para a banda de Valência. Assim como a criação de um par de buracos de elétrons pode ser induzida por um fóton, a recombinação pode produzir um fóton. Este é o princípio por trás de dispositivos ópticos semicondutores como díodos emissores de luz (LEDs), em que os fótons são luz de comprimento de onda visível.

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