Os semicondutores à base de germânio também podem ser fabricados, apesar de ser bem menos comum que os dispositivos de silício. Que tipo de material (tipo n ou p) resultaria se o germânio puro fosse dopado com o arsênio?

Passo 1

Resumo da questão: Estamos vendo que o germânio puro pode ser dopado com arsênio, e queremos descobrir que tipo de material isso vai formar, se do tipo n ou p. O assunto aqui é semicondutores e dopagem. Para resolver, vamos precisar entender o que é dopagem e como diferentes dopantes afetam o tipo de semicondutor.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre semicondutores. Eles são materiais que têm uma condutividade elétrica intermediária, e essa condutividade pode ser ajustada adicionando impurezas, num processo chamado dopagem. Existem dois tipos principais de dopagem: do tipo n e do tipo p.

Passo 3

Na dopagem do tipo n, adicionamos átomos que têm mais elétrons de valência do que o semicondutor puro. Esses elétrons extras ficam livres para conduzir eletricidade, aumentando a condutividade do material. Já na dopagem do tipo p, adicionamos átomos com menos elétrons de valência, criando “lacunas” que atuam como portadores positivos de carga.

Passo 4

O arsênio é um elemento que está no grupo V da tabela periódica, o que significa que ele tem cinco elétrons de valência. O germânio, por outro lado, está no grupo IV e tem quatro elétrons de valência. Quando dopamos o germânio com arsênio, cada átomo de arsênio adiciona um elétron extra ao sistema.

Passo 5

Esse elétron extra do arsênio não está fortemente ligado e fica livre para se mover pelo cristal de germânio, aumentando a condução elétrica. Como estamos adicionando elétrons livres, o material resultante terá mais portadores de carga negativa.

Resposta

Dopando germânio puro com arsênio resulta em um material do tipo n.

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