### Questão 1: (12.0 ptos)
Assinale V para alternativas verdadeiras e F para as falsas.
a) ( ) Germânio dopado com boro pode ser considerado um exemplo de semicondutor intrínseco tipo n.
b) ( ) Germânio é um material que é apresentado na literatura como exemplo de um semicondutor extrínseco do tipo n .
c) ( ) Para que o material Germânio seja um semicondutor intrínseco, é preciso adicionar impurezas constantes na tabela periódica, do grupo IIIA.
d) ( ) É possível saber se um material é cerâmico, polimérico ou metálico se for conhecida a estrutura de bandas eletrônicas deste material.
e) ( ) O material que é considerado um bom condutor elétrico será um bom condutor térmico.
f) ( ) O calor específico é uma grandeza intrínseca.
g) ( ) A presença de impurezas em um material metálico aumenta a sua condutividade térmica.
h) ( ) Tanto polímeros quanto cerâmicos apresentam condutividade térmica reduzida se forem cristalinos, quando comparamos à condutividade térmica destes materiais em seu estado não cristalino.
i) ( ) A presença de impureza ocasiona o aumento da condução elétrica em materiais metálicos.
j) ( ) O calor específico de polímeros é maior do que o de cerâmicas.
k) ( ) Estrutura de bandas eletrônicas não fornece informações a respeito da condução iônica.
l. ( ) Tanto fónons quanto elétrons participam na condução elétrica em materiais cerâmicos.
m) ( ) O gráfico de poço Potencial (E x Distância Interatômica) apresentado para os três tipos de materiais (metais, polímeros e cerâmicas) auxilia na identificação de que os materiais poliméricos apresentam os maiores valores de expansão térmica linear.
n) ( ) O gráfico de poço Potencial (E x Distância Interatômica) apresentado para os três tipos de materiais (metais, polímeros e cerâmicas) auxilia na identificação de que os materiais poliméricos apresentam os maiores valores de condutividade térmica.
o) ( ) Os diodos são produzidos pela junção de semicondutores intrínsecos.
p) ( ) Avaliando um semicondutor de silício, pode-se dizer que a presença de fósforo aumenta sua condutividade elétrica e térmica.
q) ( ) O material metálico, após ser encruado, apresentará um aumento da resistividade elétrica em relação ao seu estado original.
r) ( ) A temperatura aumenta a condutividade elétrica e térmica em materiais cerâmicos.
a) ( ) Germânio dopado com boro pode ser considerado um exemplo de semicondutor intrínseco tipo n.
b) ( ) Germânio é um material que é apresentado na literatura como exemplo de um semicondutor extrínseco do tipo n .
c) ( ) Para que o material Germânio seja um semicondutor intrínseco, é preciso adicionar impurezas constantes na tabela periódica, do grupo IIIA.
d) ( ) É possível saber se um material é cerâmico, polimérico ou metálico se for conhecida a estrutura de bandas eletrônicas deste material.
e) ( ) O material que é considerado um bom condutor elétrico será um bom condutor térmico.
f) ( ) O calor específico é uma grandeza intrínseca.
g) ( ) A presença de impurezas em um material metálico aumenta a sua condutividade térmica.
h) ( ) Tanto polímeros quanto cerâmicos apresentam condutividade térmica reduzida se forem cristalinos, quando comparamos à condutividade térmica destes materiais em seu estado não cristalino.
i) ( ) A presença de impureza ocasiona o aumento da condução elétrica em materiais metálicos.
j) ( ) O calor específico de polímeros é maior do que o de cerâmicas.
k) ( ) Estrutura de bandas eletrônicas não fornece informações a respeito da condução iônica.
l. ( ) Tanto fónons quanto elétrons participam na condução elétrica em materiais cerâmicos.
m) ( ) O gráfico de poço Potencial (E x Distância Interatômica) apresentado para os três tipos de materiais (metais, polímeros e cerâmicas) auxilia na identificação de que os materiais poliméricos apresentam os maiores valores de expansão térmica linear.
n) ( ) O gráfico de poço Potencial (E x Distância Interatômica) apresentado para os três tipos de materiais (metais, polímeros e cerâmicas) auxilia na identificação de que os materiais poliméricos apresentam os maiores valores de condutividade térmica.
o) ( ) Os diodos são produzidos pela junção de semicondutores intrínsecos.
p) ( ) Avaliando um semicondutor de silício, pode-se dizer que a presença de fósforo aumenta sua condutividade elétrica e térmica.
q) ( ) O material metálico, após ser encruado, apresentará um aumento da resistividade elétrica em relação ao seu estado original.
r) ( ) A temperatura aumenta a condutividade elétrica e térmica em materiais cerâmicos.
Passo 1
O enunciado apresenta uma lista de afirmações (a–r) sobre propriedades de semicondutores, metais, cerâmicas e polímeros e pede para marcar cada uma como verdadeira (V) ou falsa (F). Os assuntos envolvidos são: dopagem de semicondutores, condução elétrica e térmica em diferentes classes de materiais, calor específico, efeito de impurezas, potencial interatômico e condução iônica versus eletrônica.
Passo 2
Analisamos as afirmações sobre semicondutores e dispositivos semicondutores:
- a) Boro (grupo IIIA) em germânio gera semicondutor extrínseco tipo p, não intrínseco tipo n
F. - b) Germânio puro é semicondutor intrínseco; só se torna extrínseco tipo n quando dopado com elementos do grupo VA
F. - c) Um semicondutor intrínseco não recebe impurezas; dopagem do grupo IIIA gera tipo p, não um “intrínseco”
F. - o) Diodos são formados por junção p–n de semicondutores extrínsecos, não intrínsecos
F. - p) Fósforo em silício aumenta condutividade elétrica (n-type) mas reduz a condutividade térmica por espalhamento de fônons
F.
Passo 3
Agora as propriedades de condução, impurezas e calor específico:
- d) Estrutura de bandas distingue condutor, isolante e semicondutor, mas não revela se é cerâmico, polimérico ou metálico
F. - e) Em metais (bons condutores elétricos) vale a lei de Wiedemann–Franz: bons condutores elétricos são bons condutores térmicos
V. - f) Calor específico é grandeza intensiva (intrínseca) por massa
V. - g) Impurezas em metal aumentam espalhamento de elétrons/fônons e diminuem condutividade térmica
F. - h) Forma cristalina aumenta a condutividade térmica em polímeros e cerâmicas (cristalino > amorfo)
F. - i) Impurezas em metal diminuem condução elétrica
F. - j) Polímeros orgânicos têm calor específico maior que cerâmicas inorgânicas
V. - q) Encruamento (work-hardening) aumenta defeitos e resistividade elétrica
V. - r) Em cerâmicas a condutividade elétrica cresce com T (se forem semicondutoras ou iônicas), mas a térmica cai com T por maior espalhamento
F.
Passo 4
Examinamos o gráfico de poço de potencial (energia vs. distância interatômica):
- m) Polímeros têm poço mais raso e assim maior expansão térmica linear
V. - n) Poço raso implica menor condutividade térmica, não maior
F.
Passo 5
Condução iônica versus eletrônica e participação de fônons:
- k) Estrutura de bandas trata só de condução eletrônica, não iônica
V. - l) Fônons não carregam carga elétrica, só calor; em cerâmicas a condução elétrica é iônica ou eletrônica, mas não por fônons
F.
Resposta
a) F
b) F
c) F
d) F
e) V
f) V
g) F
h) F
i) F
j) V
k) V
l) F
m) V
n) F
o) F
p) F
q) V
r) F
b) F
c) F
d) F
e) V
f) V
g) F
h) F
i) F
j) V
k) V
l) F
m) V
n) F
o) F
p) F
q) V
r) F