Especifique detalhamente sobre: As Definições, As Formulas, As Importância e As Aplicações de Semicondutores e Supercondutores:

Passo 1

Beleza, mano! A questão pede pra gente falar direitinho sobre semicondutores e supercondutores, detalhando:
  • As definições de cada um
  • As fórmulas que aparecem quando estudamos esses materiais
  • A importância deles no mundo real
  • Suas aplicações práticas
O conteúdo é Física do Estado Sólido / Eletrônica. Vamos precisar entender conceitos de bandas de energia, gap, condutividade elétrica, além dos fenômenos de resistência zero e efeito Meissner nos supercondutores.

Passo 2

Definições
  1. Semicondutor: material que tem uma pequena “lacuna” de energia (gap) entre a banda de valência (onde ficam os elétrons ligados) e a banda de condução (onde os elétrons “soltos” levam corrente). Exemplo: silício (Si).
  2. Supercondutor: material que, abaixo de uma certa temperatura crítica , perde totalmente a resistência elétrica e expulsa campos magnéticos internos (efeito Meissner).

Passo 3

Fórmulas
  1. Condutividade elétrica em semicondutores:

    onde
    • = densidade de portadores (elétrons ou lacunas)
    • = carga do portador ( para elétron)
    • = mobilidade dos portadores
  2. Densidade de portadores intrínseca (intrínseco = puro):
    • = energia do gap
    • = constante de Boltzmann
  3. No supercondutor, profundidade de penetração de campo magnético (comprimento de London):
    • = massa efetiva do par de Cooper
    • = permeabilidade do vácuo
    • = densidade de pares de Cooper
  4. Campo crítico em função da temperatura:

Passo 4

Importância
  • Semicondutores: base de toda a eletrônica moderna (chips, transistores, LEDs, células solares)
  • Supercondutores: revolucionam áreas que precisam de corrente sem perda e campos magnéticos estáveis (medicina, transporte, telecomunicações)

Passo 5

Aplicações
  1. Semicondutores
    • Transistores em CPUs e memórias
    • Diodos emissores de luz (LEDs)
    • Células fotovoltaicas (energia solar)
    • Sensores de imagem (câmeras digitais)
  2. Supercondutores
    • Ímãs de ressonância magnética (MRI) em hospitais
    • Trens de levitação magnética (Maglev)
    • Linhas de transmissão sem perdas (projetos experimentais)
    • Cavidades de aceleradores de partículas

Resposta

Agora você tem tudo mastigado: as definições, as principais fórmulas em LaTeX, por que esses materiais são cruciais e onde a gente usa cada um no mundo real. É só revisar esses pontos que você vai mandar bem na prova!

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