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Tipos de materiais semicondutores

O material semicondutor mais usado é o silício, o elemento 14 na Tabela Periódica e um dos elementos mais comuns na crosta da Terra.

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Tipos de materiais semicondutoresOs tipos de materiais semicondutores são componentes essenciais de dispositivos eletrônicos modernos, e por isso são um dos alicerces fundamentais da tecnologia moderna. Para ser considerado um material semicondutor, é precisa ter condutividade elétrica em uma substância que fica entre os componentes isoladores, que conduzem pouca eletricidade, além de elementos condutores, que permitem que a eletricidade flua de forma muito fácil. A maioria dos materiais semicondutores é formada por sólidos inorgânicos cristalinos, embora os semicondutores feitos de sólidos amorfos e líquidos também existam. Alguns materiais semicondutores comuns incluem o silício, o arseneto de gálio e o nitreto de gálio, entre outros. Além dessas matérias-primas, os semicondutores, muitas vezes, também contêm pequenas quantidades de demais substâncias, conhecidas como dopantes.

A condutividade de um material semicondutor pode ser aumentada quando este material é submetido à energia elétrica, campos magnéticos, ou outros estímulos que elevam os níveis de energia dos elétrons do material, fazendo com que alguns deles passem de baixa valência para maior valência de energia. Isso permite que os elétrons energizados se movam através do material mais livremente, criando lacunas positivamente carregadas na banda de valência chamada de ´cavidades de elétrons´.

Isto também facilita com que a eletricidade flua através dos semicondutores. Ao manipular a capacidade de condutividade dos semicondutores, esses dispositivos podem ser usados como interruptores. Os semicondutores elétricos servem na geração de energia solar e se adéquam bem aos sensores que detectam a luz, porque esses suprimentos podem produzir um fluxo de corrente elétrica quando devidamente energizados por fótons de luz.

Materiais semicondutoresO material semicondutor mais usado é o silício, o elemento 14 na Tabela Periódica e um dos elementos mais comuns na crosta da Terra. Os tipos de semicondutores de silício têm uma estrutura cristalina regular, onde os seus átomos estão dispostos, mas o silício não cristalino ou amorfo também pode ser empregado. OS modelos de semicondutores de silício amorfo têm desempenho inferior em comparação com o silício cristalino, embora o silício amorfo possa ser depositado em camadas muito mais finas, reduzindo o custo do material.

Outro material semicondutor comum é o arseneto de compostos de gálio (GaAs). O arseneto de gálio é superior ao silício em uma série de aspectos, tais como comutação mais rápida e maior resistência ao calor. Também é bem mais caro e mais difícil de processar, no entanto é normalmente usado apenas para aplicações em que o silício é inadequado

Outro composto de gálio usado para os semicondutores é o nitreto de gálio (GaN), que pode funcionar a temperaturas muito altas e sob altas tensões, e assim é repetidamente utilizado para aplicações que envolvam microondas. O nitreto de gálio também é aproveitado em diodos emissores de luz (LEDs) e diodos de laser de alta frequência, bem como em alguns radares militares. Também pode ser combinado com outro material semicondutor, o nitreto de índio (InN), para produzir uma nova mistura, que é aplicada na produção de LEDs e em células solares.

Os materiais semicondutores frequentemente contêm pequenas quantidades de dopantes para alterar suas propriedades condutoras de acordo com sua função. Alguns dopantes comuns colocados no silício incluem os elementos boro, fósforo e arsênico.


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