Os semicondutores intrínsecos elementares silício e germânio possuem um intervalo (gap) de energia de
e
, respectivamente. Esses semicondutores são transparentes à luz visível? Justifique.
Passo 1
O enunciado nos dá dois semicondutores intrínsecos elementares com gap de energia: silício com
e germânio com
. Pergunta-se se eles são transparentes à luz visível. O conteúdo aqui é absorção de fótons por transições banda-banda em semicondutores; para responder, vamos comparar o gap com a energia dos fótons na faixa visível.
Passo 2
A energia de um fóton é dada por
onde
. Na faixa visível
varia de
(violeta) a
(vermelho). Assim os extremos de energia valem
Passo 3
Como
e
, todo fóton na região visível tem energia
. Isso significa que esses fótons podem excitar elétrons da banda de valência para a banda de condução; logo, a luz visível é absorvida.
Passo 4
Como absorvem fortemente toda a faixa visível, silício e germânio não são transparentes nesse intervalo espectral.
Resposta
Não. Silício e germânio absorvem fótons visíveis (pois
), portanto não são transparentes à luz visível.