Почему введение донорных примесей в полупроводник уменьшает число дырок?

Введение донорных примесей в полупроводник уменьшает число дырок, потому что донорные примеси отдают свободные электроны без появления равного количества подвижных дырок. ege-study.ru ru.ruwiki.ru

Например, при введении в кристалл кремния пятивалентной примеси мышьяка (As5+): ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org

1. Пятивалентный атом мышьяка отдаёт четыре валентных электрона на образование ковалентных связей, а пятый электрон оказывается незанятым в этих связях. ru.ruwiki.ru
2. Энергия отрыва (энергия ионизации) пятого валентного электрона мышьяка в кремнии в 20 раз меньше энергии отрыва электрона от атома кремния. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org
3. Поэтому уже при комнатной температуре почти все атомы мышьяка теряют один из своих электронов и становятся положительными ионами. ru.ruwiki.ru
4. Положительные ионы мышьяка не могут захватить электроны соседних атомов, так как все четыре связи у них уже укомплектованы электронами. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org
5. В этом случае перемещения электронной вакансии — «дырки» не происходит, и дырочная проводимость очень мала, то есть практически отсутствует. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org

В итоге получается полупроводник с преимущественно электронной проводимостью, называемый полупроводником n-типа. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org