A condutividade dos semicondutores se eleva à medida que a temperatura aumenta. Com base na teoria de bandas explique essa observação.
Passo 1
Ok, então a questão fala sobre como a condutividade dos semicondutores aumenta quando a temperatura sobe. Vamos usar a teoria de bandas para entender isso. Precisamos lembrar o que são as bandas de energia e como os elétrons se comportam nelas para resolver essa questão.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a teoria de bandas. Em um material, os elétrons podem ocupar diferentes níveis de energia. Esses níveis formam bandas de energia. As duas principais bandas são a banda de valência, onde os elétrons estão presos aos átomos, e a banda de condução, onde os elétrons podem se mover livremente, permitindo a condução elétrica.
Passo 3
Entre a banda de valência e a banda de condução, há uma lacuna de energia chamada de band gap. Nos semicondutores, essa lacuna não é muito grande, o que significa que com a quantidade certa de energia, os elétrons podem saltar da banda de valência para a banda de condução.
Passo 4
Agora, quando a temperatura aumenta, os átomos no semicondutor vibram mais devido à maior energia térmica. Essas vibrações ajudam a fornecer a energia necessária para que mais elétrons consigam superar a band gap e passem para a banda de condução.
Passo 5
Com mais elétrons na banda de condução, há mais portadores de carga livre, ou seja, mais elétrons que podem se mover e conduzir eletricidade. Além disso, os lacunas que ficam na banda de valência também atuam como cargas positivas móveis, aumentando ainda mais a condutividade.
Resposta
Portanto, de acordo com a teoria de bandas, a condutividade dos semicondutores aumenta com a temperatura porque o aquecimento fornece energia suficiente para que mais elétrons saltem da banda de valência para a banda de condução, aumentando os portadores de carga livre e, consequentemente, a condutividade elétrica.