芯片做的越小，理解内部原子结构就越重要。最近物理学家描述了一种纳米成像技术，该技术能够直接揭示载流子怎样在半导体晶体中运动。虽然所得到的第一个结论与标准理论一致，但是这种方法仍然可以证明在微型芯片中有用。

在n型半导体中，加入了掺杂物，增加了可以自由电子。在p型半导体中，加入了不同的掺杂物，促使许多电子从晶体结构中溢出，留下正电荷的“洞穴”可以形成电流。当n型半导体和p型半导体彼此接触，边界的电子和空穴彼此扩散到相反的材料中，相互抵制并形成了绝缘的“耗损层”。

如果在p-n结上加电压，就会有电流。这就是二极管—晶体管和其它组合晶体管的基本组成元素。 标准理论描述了电子和空穴怎样在p-n结中扩散，依靠的是电压，重要的是回路的电流而不是观察电子本身。

我们利用扫描隧道电子显微镜和激光照明灯描绘了载流子的性质，以前都是将光和扫描隧道电子显微镜联系起来探测半导体的性质，但是却没有得到载流子密度的一张照片，并且没有人看到电子流过的半导体。