Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 41.2 - Ex. 35
Que massa de fósforo é necessária para dopar de silício de tal forma que a concentração de elétrons aumente do valor do silício puro, , para , um valor vezes maior?
Passo 1
Vamos pegar nosso livro e voltar algumas páginas, até o exemplo “Dopagem do silício com fósforo”. No exemplos estamos interessados em fazer a dopagem do silício com o fósforo afim de aumentarmos a concentração de elétrons na banda de condução em . O que devemos fazer primeiramente é identificar quantos átomos temos em de silício.
Informações uteis para nós, que também podem ser obtidas com uma simples tabela periódica.
Massa molar do silício
Massa molar do fósforo
O que queremos é achar a massa de fósforo
Passo 2
Podemos saber a massa de um átomo de silício tomando
Como temos de silício, isso implica que temos
Passo 3
Quando olhamos para nosso exemplo, temos que a fração entre o número de elétron no silício para o número de elétron no fósforo é de , que implica que um átomo de silício pode ser substituído por cinco milhões de fósforo para manter a mesma massa. Seguindo neste nessa lógica temos que
Por fim para determinar a massa de um átomo de fósforo usando a mesma relação do passo anterior
Passo 4
Desta forma podemos determinar a massa de fósforo que deve ser usada na dopagem por