onde
.s é a constante de Planck e c
é a velocidade da luz em valores com quatro algarismos significativos.
A tabela abaixo apresenta a composição química de alguns dos materiais semicondutores usualmente empregados em LEDs comerciais que permitem a geração das mais variadas cores associadas aos fótons emitidos pelos dispositivos em que são empregados.
onde
A tabela abaixo apresenta a composição química de alguns dos materiais semicondutores usualmente empregados em LEDs comerciais que permitem a geração das mais variadas cores associadas aos fótons emitidos pelos dispositivos em que são empregados.
A | B | C |
---|---|---|
Cor | Material | Comprimento de onda |
Super vermelho | GaAIAs | 660 nm |
Vermelho | GaAsP | 635 nm |
Vermelho | AllnGaP | 636 nm |
Vermelho | GaP | 700 nm |
Verde | GaP | 565 nm |
Verde | GaP | 555 nm |
Verde | AllnGaP | 574 nm |
Verde |
|
505 nm |
Verde |
|
525 nm |
Verde |
|
525 nm |
Branco |
|
Todo espectro |
Azul | SiC | 430 nm |
Azul |
|
470 nm |
Azul | SiC | 430 nm |
Laranja | AllnGaP | 610 nm |
Amarelo | AllnGaP | 590 nm |
Âmbar | GaAsP | 605 nm |
Assinale a alternativa que apresenta um valor adequado para o gap de energia do LED verde composto por InGaN estimado de acordo com o modelo acima.
a) b)
c) 250 meV
d)
e)
a)
c) 250 meV
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre LED verde feito de InGaN! O que precisamos aqui é entender como calcular o gap de energia usando a relação entre energia, frequência e comprimento de onda da luz emitida pelo LED. Vamos usar a fórmula
, onde
é a constante de Planck e
é a velocidade da luz. Além disso, vamos olhar para o comprimento de onda correspondente ao LED verde de InGaN na tabela.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o comprimento de onda do LED verde de InGaN na tabela. Vemos que temos três entradas para verde com InGaN:
- 505 nm
- 525 nm
- 525 nm
Vamos usar um desses valores para calcular o gap de energia. Vamos escolher
(que é o mais comum entre os listados).
Passo 3
Agora, vamos lembrar o que cada símbolo na fórmula significa:
-
é a constante de Planck. -
é a velocidade da luz. -
é o comprimento de onda.
Precisamos primeiro converter o comprimento de onda de nanômetros para metros para manter as unidades consistentes:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula
:
Passo 5
Vamos calcular o numerador primeiro:
Então, dividimos por
:
Resposta
A alternativa correta é a letra d)
.