Dado que
para o germânio, determine o comprimento de onda da resposta solar máxima para o material. Os fótons nesse comprimento de onda têm um nível de energia inferior ou superior?
Passo 1
O enunciado informa que a energia de gap do germânio é
e pede o maior comprimento de onda
que ainda pode ser absorvido (ou seja, o corte espectral) e se os fótons nessa
têm energia inferior ou superior ao gap. Vamos usar a relação entre energia de um fóton e seu comprimento de onda:
onde
é a constante de Planck e
a velocidade da luz.
Passo 2
Primeiro convertemos
para joules. Sabendo que
, temos
Passo 3
Agora isolamos
na fórmula
:
Substituindo
e
,
Passo 4
No comprimento de onda de corte
, a energia do fóton é exatamente igual a
. Portanto esses fótons têm a energia mínima necessária para gerar pares elétron-buraco no germânio. Fótons de comprimento maior (λ acima de 1850 nm) teriam energia inferior ao gap e não seriam absorvidos, enquanto fótons de comprimento menor teriam energia superior ao gap.
Resposta
Os fótons nesse comprimento de onda têm energia igual ao gap