O semicondutor seleneto de zinco ( ZnSe ), que tem um espaçamento entre bandas de energia de 2,58 \mathrm{eV}, é fotocondutor quando exposto à radiação da luz visível? Justifique.

Passo 1

O enunciado diz que o semicondutor ZnSe tem espaçamento de bandas \,E_g = 2,58\text{ eV} e pergunta se ele atua como fotocondutor sob luz visível.
O princípio físico é que, para gerar portadores livres por absorção, o fóton deve ter energia \,h\nu \ge E_g.

Passo 2

Calcular a faixa de energias dos fótons da luz visível. A energia de um fóton é
h\nu = \frac{hc}{\lambda},
onde hc \approx 1240\text{ eV}\cdot\text{nm}. Para o visível, \lambda vai aproximadamente de 400\text{ nm} até 700\text{ nm}.
Para \lambda = 400\text{ nm}:
h\nu = \frac{1240}{400} = 3,10\text{ eV}.
Para \lambda = 700\text{ nm}:
h\nu = \frac{1240}{700} \approx 1,77\text{ eV}.

Passo 3

Comparar a energia de gap com a faixa visível. Temos
E_g = 2,58\text{ eV},
e os fótons visíveis vão de 1,77 a 3,10\text{ eV}. Logo, só os fótons com
h\nu \ge 2,58\text{ eV}
— ou seja, aqueles de comprimento de onda
\lambda \le \lambda_g = \frac{1240}{2,58}\approx 480\text{ nm}
— podem gerar pares elétron–lacuna em ZnSe.

Passo 4

Concluímos que o ZnSe só é fotocondutor para a porção de luz visível que tenha \lambda \le 480\text{ nm} (violeta–azul). A luz verde e vermelha ( \lambda>480\text{ nm}) não tem energia suficiente para atravessar o gap de 2,58\text{ eV}.

Resposta

Sim, o ZnSe é fotocondutor sob luz visível, mas apenas para comprimentos de onda menores que \,480\text{ nm} (região violeta-azul).

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