1 - Se um cristal de silício puro tiver 500 mil lacunas em sua estrutura, quantos elétrons livres ele tem?
2 - Um semicondutor dopado tem 10 bilhões de átomos de silício e 15 milhões de átomos pentavalentes. Se a temperatura ambiente for de 0 °C, quantos elétrons livres e lacunas existem neste semicondutor?
Me ajuda nessas por favor
Olá Gustavo!
Então, como a questão 1 fala em um cristal de Si puro, podemos considerar esse material como um semicondutor intrínseco. Isso significa que o material semicondutor não contém nenhum tipo de impureza. Nesse caso o material possui o mesmo número de elétrons e de lacunas. Nesse caso, a condução se dá através do movimento desses portadores de carga perante um campo elétrico.
No outro caso, a questão menciona que o material semicondutor é de Si dopado com átomos pentavalentes. A dopagem de um material semicondutor é feita para aumentar a sua condutividade. O Si possui 4 elétrons de valência, e pode fazer 4 ligação covalentes. Um átomo pentavalente possui 5 elétrons de valência, como por exemplo, o P e o As, e é chamado de átomo doador. Isso ocorre porque, na rede, o átomo doador irá fazer 4 ligações covalentes, e irá "sobrar" um elétron. Esse elétron extra está fracamente ligado ao átomo, e uma pequena quantidade de energia térmica fornecida é o suficiente para fazer com que ele passe para a banda de condução. Assim, dizemos que esse material semicondutor possui um excesso de portadores de carga negativos (elétrons), e é chamado de semicondutor extrínseco tipo n. Aproximadamente, o número de elétrons na banda de condução é o mesmo que o número de átomos de impureza.
