(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:
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 |