O que são materiais semicondutores?
Passo 1
A questão pede para entendermos o que são materiais semicondutores, ou seja, identificar suas características eletrônicas básicas e como elas diferem de condutores e isolantes. Vamos usar para isso a teoria de bandas e o conceito de dopagem.
Passo 2
Na teoria de bandas de sólidos, cada material possui uma banda de valência, onde estão os elétrons ligados aos átomos, e uma banda de condução, onde os elétrons ficam livres para se mover e conduzir corrente. Entre essas bandas existe uma diferença de energia chamada de gap de banda ou banda proibida, denotada por
.
Passo 3
Em materiais condutores, a banda de condução e a de valência se sobrepõem ou têm gap praticamente nulo
, permitindo alta condutividade. Em isolantes, o gap é grande
, dificultando que elétrons ganhem energia suficiente para pular para a banda de condução. Nos semicondutores, o gap tem valor intermediário, tipicamente
o que faz com que sua condutividade seja moderada e dependente de fatores como temperatura e presença de impurezas.
Passo 4
A condutividade de um semicondutor pode ser ajustada pela dopagem, processo que introduz átomos doadores (dando elétrons extras, semicondutor do tipo n) ou aceitadores (criando lacunas de elétrons, semicondutor do tipo p). Isso permite controlar precisamente a concentração de portadores de carga e fabricar dispositivos eletrônicos como diodos e transistores.
Resposta
Materiais semicondutores são sólidos cujo gap de banda
fica em torno de
a
, conferindo-lhes condutividade intermediária entre isolantes e condutores. Sua condutividade varia fortemente com temperatura e pode ser ajustada por dopagem, originando semicondutores do tipo n (elétrons) ou do tipo p (lacunas), base de quase toda a eletrônica moderna.