(R. 1,0) Cada um dos elementos a seguir irá atuar como um doador ou receptor quando for adicionado ao material semicondutor indicado? Considere que os elementos de impureza seja substitucionais.
Semicondutor Impureza
Si N
Ge N
InSb S
CdS In
ZnTe As

Passo 1

Então, vamos resolver um exercício que pede para identificar se certos elementos atuam como doadores ou receptores quando adicionados a diferentes materiais semicondutores. Isso está relacionado ao estudo de dopagem em semicondutores, onde adicionamos impurezas para alterar suas propriedades elétricas. Vamos precisar entender como as impurezas influenciam o tipo de dopagem (tipo n ou tipo p) em cada semicondutor.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que são doadores e receptores. Em semicondutores, um doador é uma impureza que tem mais elétrons de valência do que o semicondutor puro, liberando elétrons adicionais e aumentando a condutividade elétrica (dopagem tipo n). Já um receptor tem menos elétrons de valência, criando lacunas que aumentam a condutividade através de lacunas (dopagem tipo p).

Passo 3

Agora, vamos analisar cada semicondutor e sua impureza correspondente:
  1. Silício (Si) com nitrogênio (N):
    • Silício é um semicondutor do grupo IV, com 4 elétrons de valência.
    • Nitrogênio é do grupo V, com 5 elétrons de valência.
    • Como o nitrogênio tem mais elétrons de valência que o silício, ele atua como doador.
  2. Germânio (Ge) com nitrogênio (N):
    • Germânio também é do grupo IV, com 4 elétrons de valência.
    • Nitrogênio, do grupo V, tem 5 elétrons de valência.
    • Novamente, nitrogênio com mais elétrons atua como doador.
  3. InSb com enxofre (S):
    • InSb é um semicondutor composto, onde Índio (In) geralmente tem 3 elétrons de valência e Antimoneto (Sb) tem 5.
    • Enxofre (S) é do grupo VI, com 6 elétrons de valência.
    • Comparando com Antimoneto, que tem 5 elétrons, enxofre, com mais elétrons, atua como doador.
  4. CdS com índio (In):
    • CdS é um semicondutor composto, onde Cádmio (Cd) geralmente tem 2 elétrons de valência e Enxofre (S) tem 6.
    • Índio (In) é do grupo III, com 3 elétrons de valência.
    • Comparando com Cádmio, que tem 2 elétrons, Índio com mais elétrons atua como receptor.
  5. ZnTe com arsênico (As):
    • ZnTe é um semicondutor composto, onde Zinco (Zn) tem 2 elétrons de valência e Telúrio (Te) tem 6.
    • Arsênico (As) é do grupo V, com 5 elétrons de valência.
    • Comparando com Telúrio, que tem 6 elétrons, Arsênico, com menos elétrons, atua como receptor.

Resposta

Semicondutor Impureza Tipo de Dopagem
Si N Doador
Ge N Doador
InSb S Doador
CdS In Receptor
ZnTe As Receptor

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