(0,2 ponto) Em um semicondutor tipon iluminado, o que acontece com o par elétron-lacuna para gerar uma fotocorrente anódica?
(a) O campo elétrico separa o par

Passo 1

O enunciado pergunta, em um semicondutor tipo n submetido à luz, o que ocorre com o par elétron–lacuna para gerar uma fotocorrente anódica. O conteúdo envolvido é o efeito fotovoltaico em junção de semicondutor e a separação de portadores pela região de depleção, cuja característica principal é o campo elétrico interno.

Passo 2

Quando fótons com energia maior que a banda proibida são absorvidos, ocorre a geração de pares elétron–lacuna. Cada fóton cria um elétron no banda de condução e uma lacuna na banda de valência, gerando portadores minoritários no lado n e majoritários no lado p, dependendo de onde o fóton foi absorvido.

Passo 3

Na região de depleção da junção existe um campo elétrico interno \vec{E} apontando do lado n para o lado p. Esse campo resulta do desequilíbrio de cargas fixas deixadas pelos dopantes ionizados.

Passo 4

Esse campo elétrico \vec{E} exerce forças opostas sobre elétrons e lacunas. Ele impulsiona:
\begin{cases} \text{elétrons}\;\to\;\text{lado n (ânodo)}\\\ \text{lacunas}\;\to\;\text{lado p (catodo)} \end{cases}éâ
Dessa forma os portadores são rapidamente separados antes de se recombinarem, estabelecendo uma corrente elétrica externa.

Passo 5

Como os elétrons são coletados no ânodo, dizemos que há uma fotocorrente anódica. Logo, a afirmação
(a) O campo elétrico separa o par
está correta.

Resposta

(a)

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