A Semicondutores Química

FACULDADE PITÁGORAS[pic 1][pic 2]

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA:         QUÍMICA

PROFESSORA:

TURMA: 2019.1

SEMICONDUTORES

Santo Antônio de Jesus/Ba

2019

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Sumário

1- INTRODUÇÃO        2

2 - JUSTIFICATIVA        3

3 - OBJETIVOS        3

4 – METODOLOGIA        3

5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES        4

Semicondutores intrínsecos        4

Semicondutores extrínsecos        5

SILÍCIO        7

6 - CONCLUSÕES        9

7 - REFERENCIAS        10

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1- INTRODUÇÃO

Os semicondutores são materiais reconhecidos por possuírem características intermediárias entre os isolantes e condutores. Em condições normais e temperatura ambiente, os elementos tem ação isolante e não permitem a condução de corrente elétrica, porém, sob determinadas circunstâncias, como por exemplo o aumento da agitação térmica, podem-se assumir uma configuração de característica condutora e passar a energia elétrica.

Os materiais semicondutores mais simples são constituídos de átomos de um único elemento que possuem quatro elétrons na camada de valência, ou seja, átomos tetravalentes. A condutividade elétrica de um semicondutor ou isolante é altamente dependente das condições ambientais, tais como temperatura, radiação luminosa, pressão, campo magnético e pureza do material etc.

Em um semicondutor puro, para que os portadores se tornem livres, as cargas devem ser ativadas. Essa ativação requer alguma energia, que pode vir, por exemplo, da agitação térmica. Introdução aos semicondutores.

A condutividade dos semicondutores não é mais alta daquela dos condutores, (metais), entretanto, eles têm algumas características elétricas que os tornam especiais. As propriedades elétricas desses materiais são extremamente sensíveis à presença de impurezas, mesmo em muito pequenas concentrações.

Os materiais semicondutores podem ser intrínsecos ou extrínsecos. Os semicondutores intrínsecos são aqueles nos quais o comportamento elétrico está baseado na estrutura eletrônica inerente do material puro, mas quando as características elétricas são determinadas por átomos de impurezas, o semicondutor é extrínseco.

O silício (Si) e o germânio (Ge) são os semicondutores mais utilizados no mercado. Neste módulo iremos apresentar pesquisas à respeito do silício e expor suas características semicondutoras.

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2 - JUSTIFICATIVA

Este trabalho aborda sobre os materiais químicos semicondutores, analisando a composição estrutural desses elementos, bem como suas características físico-quimicas e suas principais aplicações econômicas, visando o entendimento do tema no geral, com o foco voltado para o silício. Agindo como um incentivo, que ratifica a importância do silício no contexto econômico atual, observando que este é de extrema importância na fabricação de eletrônicos.

3 - OBJETIVOS

• Demonstrar as características físico-químicas dos semicondutores;

• Descrever as aplicações do silício na indústria eletrônica e microeletrônica por suas propriedades de semicondutor, bem como investigar os avanços no ramo da ciência e tecnologia possibilitados pelo estudo do material, como chips e dispositivos que inovaram o cotidiano e impulsionaram a indústria;

• Explicar o processo de dopagem do Silício;

• Demonstrar a estrutura cristalina que forma o Silício;

4 – METODOLOGIA

Este trabalho é um trabalho de pesquisa teórico acerca dos materiais semicondutores. A metodologia utilizada para a realização da pesquisa consistiu numa revisão de literatura em livros acadêmicos e pesquisa em sites voltados para o tema em questão.

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5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES

Semicondutores intrínsecos

Nos semicondutores as ligações são predominantemente covalentes e altamente direcionais. Os elétrons estão localizados entre os átomos ao longo da direção da ligação, sendo impossível se moverem através do cristal, a menos que exista energia térmica suficiente para separa-los do seu estado ligado.

Os principais materiais que apresentam propriedades semicondutoras são elementos simples, como o silício (S) e o germânio (Ge). Esses elementos são tetravalentes, isto é, têm quatro elétrons na camada de valência (a camada de distribuição eletrônica mais externa do átomo), e formam ligações covalentes (em que há compartilhamento desses elétrons com os átomos vizinhos). As ligações covalentes dificultam o deslocamento dos elétrons, fazendo dos materiais que constituem, portanto, materiais que não podem conduzir corrente elétrica.

As ligações covalentes dos materiais anteriormente citados, no entanto, não são muito fortes e podem ser rompidas com facilidade se é fornecida ao material uma pequena quantidade de energia (como calor, luz ou a aplicação de uma tensão elétrica). Nessas condições, os elétrons que formam as ligações ficam “livres” e tornam o material passível de conduzir corrente elétrica. Esse tipo de condução é denominado condução intrínseca e é necessário fornecer energia ao semicondutor para que ela ocorra (MARTINS, 2019).

A ruptura de uma ligação de valência entre dois átomos vizinhos libera um elétron, o que corresponde no modelo de bandas, à transferência de um elétron da Banda de Valência (BV) para a Banda de Condução (BC). A lacuna ou buraco deixado na ligação rompida na BV também pode contribuir para a condução da seguinte maneira: um elétron mais profundo (mais interno) de uma ligação vizinha da BV pode mover-se para aqueles níveis vagos pode saltar para essa lacuna, o que é equivalente à transferência de carga positiva em sentido contrário ao deslocamento de elétron. Assim, na condução elétrica num semicondutor como o silício ou o germânio puros, tanto os elétrons como os buracos atuam como transportadores de carga, movendo-se num campo elétrico aplicado. Os elétrons de condução têm carga negativa e são atraídos para o terminal positivo de um circuito elétrico. Os buracos, por seu turno, comportam-se como cargas positivas e são atraídos pelo terminal negativo de um circuito elétrico. Um buraco tem uma carga positiva igual em módulo à carga do elétron.