Os Supercondutores

2.1 SEMICONDUTORES

Os semicondutores são materiais que ora se comportam como isolantes e ora como condutores como se havia dito antes, e foram e é ainda um dos materiais mais importantes para a era da informação.

Em condutores, tal como o fio de cobre boa, parte dos átomos estão fortemente ligados aos átomos, não podendo assim se desprender de seu átomos pois, precisaria muita energia para que isso acontecesse. Entretanto, há elétrons que estão fracamente ligados ao átomo e precisam de muita pouca energia para se desprender. Esta energia pode ser fornecida tanto por um campo elétrico quanto por uma energia térmica. No caso do campo elétrico, ele não é só capaz de libertar os elétrons, como também é capaz de produzir uma corrente nos condutores.

Em um isolante a necessidade para se libertar elétrons de um átomo se torna muito grande, nem mesmo com uma energia térmica ou mesmo uma energia fornecida por um campo elétrico é capaz de desprender os átomos. Sendo assim, não existem elétrons livres disponíveis, fazendo com que o material não conduza corrente elétrica.

Comparando-se os dois tipos de materiais ( condutores e isolantes) com os matérias semicondutores, pode-se dizer que o semicondutor tem suas propriedades afetadas por variações de temperatura e por impurezas. Então, pode-se classificar os condutores em dois tipos: semicondutores intrínsecos e extrínsecos.

Os semicondutores intrínsecos, são materiais geralmente encontrados na sua forma pura, estes possuem temperaturas muito baixas e são excelentes isolantes pois sua estrutura permite uma relação covalente aos seus ligantes e não possuem portadores de cargas livres quando encontrados na sua forma pura. Em outras palavras, estes semicondutores são geralmente elementos que possuem 4 elétrons em sua camada de valência. Os semicondutores intrínsecos quimicamente viáveis podem ser encontrados no grupo IV ( tabela periódica) tal como o germânio, e os que possuem temperatura ambiente que podem ser encontrados no grupo III e V tal como o arseneto de gálio, nitreto de gálio e sulfeto de cádmio entre outros.

Os semicondutores extrínsecos por outro lado, são materiais intrínsecos que possuem suas propriedades alteradas por alteração das camadas de energia, por meio da dopagem de materiais impuros, esses materiais pode ser classificados em dois tipos: N ou P.

As dopagens do tipo N , são dopagens em que são utilizados materiais que tem cinco elétrons na camada de valência, no qual resulta em materiais eletricamente neutros. Já a dopagem do tipo P, são usados materiais com três elétrons na camada de valência. Observe que agora o supercondutor que antes havia quatro elétrons, o objetivo é fazer com que haja uma falta de um elétron, essa falta se trona uma lacuna, fazendo com que as impurezas torne-se receptores.

Como já foi dito antes, os condutores é um dos materiais mais importantes na era da informação, componente fundamental na produção de dispositivos eletrônicos, e também teve um papel muito importante na transformação da sociedade e no modo de vida em geral. Com o uso deste material, foi possível fabricar transistores (unidade de processamentos de computadores) e diodos (células solares ,chips e etc...). De forma geral, os semicondutores são o fundamento de qualquer dispositivo eletroeletrônico.