Num semicondutor puro e frio, a banda de valência estava quase cheia e a de condução quase vazia. Aquecer criava pares elétron–buraco através do gap. A condutividade dependia tanto da densidade de portadores quanto de sua mobilidade.
Tomás substituiu raros átomos da rede. Doadores introduziam níveis próximos da condução e liberavam elétrons com pouca energia, produzindo material tipo n. Aceitadores criavam buracos na valência e material tipo p.
Dopar não carregava necessariamente o cristal inteiro. Um doador ionizado positivamente permanecia na rede quando seu elétron se tornava móvel; a neutralidade global incluía portadores e impurezas ionizadas.
Lia moveu o nível químico, ou nível de Fermi, com a dopagem. Ele não era uma prateleira ocupada por um elétron específico, mas o parâmetro que organizava probabilidades de ocupação em equilíbrio.
Concentração demais fazia níveis de impureza sobreporem-se e alterava o regime. Temperatura baixa podia congelar portadores nos dopantes; temperatura alta fazia portadores intrínsecos dominar. ‘Tipo n’ e ‘tipo p’ vinham com faixas de validade.
Na junção p–n, difusão inicial deixou íons fixos e criou uma região de depleção com campo interno. A barreira respondia de modo assimétrico à tensão aplicada, base de diodos e de muitas arquiteturas eletrônicas.
Uma quantidade minúscula de átomos controlou uma corrente macroscópica. Lia entendeu que impureza não significava sujeira acidental: em semicondutores, era uma variável quântica fabricada com precisão.