- Semicondutores de grande “gap” de energia apresentam variação de energia entre 2 a 7 eV , onde
. O
“gap” de energia para o semicondutor GaN é
. Este material que é usado para construir o laser do disco Blu-ray, geralmente, tem algum índio substituindo gálio,
.
a)Qual é o comprimento de onda da luz (em nm) que GaN deve emitir? b)Você esperaria que o comprimento de onda diminuísse ou aumentasse quando se usa
? Explique e classifique este tipo de semicondutor.
“gap” de energia para o semicondutor GaN é
a)Qual é o comprimento de onda da luz (em nm) que GaN deve emitir? b)Você esperaria que o comprimento de onda diminuísse ou aumentasse quando se usa
Passo 1
O enunciado trata de um semicondutor de grande gap (band\mbox{-}gap) e pede (a) o comprimento de onda da luz emitida por GaN, cujo gap é
, e (b) o efeito de se introduzir
. Para (a) vamos usar a relação entre energia de fóton e comprimento de onda,
onde
é a constante de Planck e
a velocidade da luz.
Passo 2
Converter o gap de
para joule. Sabendo que
, temos
Passo 3
Calcular o comprimento de onda usando
com
e
. Logo,
Passo 4
Quando se adiciona índio formando
, o gap efetivo cai porque o gap de InN (
) é bem menor que o de GaN. Assim,
diminui e, pela relação
, o comprimento de onda aumenta (deslocamento para o vermelho). Esses materiais são semicondutores ternários III\mbox{-}V de gap direto, cujo
permite ajustar
variando
.
Resposta
a)
(aprox.).
b) O comprimento de onda aumenta ao inserir In, pois o gap diminui; trata\mbox{-}se de um semicondutor ternário III\mbox{-}V de gap direto.
b) O comprimento de onda aumenta ao inserir In, pois o gap diminui; trata\mbox{-}se de um semicondutor ternário III\mbox{-}V de gap direto.