Arseneto de gálio é um semicondutor comum. Esse material se torna um condutor quando é irradiado com luz na região do infravermelho cuja frequência é de
. Calcule o gap da banda de condução do GaAs em kJ/mol.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz: “Arseneto de gálio vira condutor com luz infravermelha de frequência
. Calcular o gap de banda (energia mínima pra excitar elétron) em kJ/mol.”
Conteúdo: física de semicondutor/fótons. Vamos usar a ideia de que cada fóton tem energia e depois transformar essa energia por fóton em energia por mol (usando a constante de Avogadro).
Conteúdo: física de semicondutor/fótons. Vamos usar a ideia de que cada fóton tem energia
Passo 2
Teoria 1 – energia de fóton:
Toda radiação de frequência carrega um “pacotinho” de energia dado por
Toda radiação de frequência
onde
Passo 3
Aplicando a fórmula:
Fazendo a conta:
Passo 4
Teoria 2 – de fóton pra mol:
Um mol de fótons é fótons. Pra achar a energia por mol, multiplica:
Um mol de fótons é
Substituindo:
Passo 5
Agora convertemos pra kJ/mol dividindo por
:
Resposta
O gap de banda do GaAs é aproximadamente
.