Semicondutores

2. Semicondutores
2.1 Introdução à física de semicondutores
Semicondutores:

Grupo

de

materiais

apresentam

características

que

elétricas

intermediárias entre metais e isolantes.
Atualmente os semicondutores obedecem a duas classes básicas: orgânicas nas quais estão inseridos os polímeros e inorgânicas mais comumente utilizados atualmente.
Os materiais se arranjam na forma amorfa e cristalina. Nossos estudos serão baseados em materiais semicondutores inorgânicos e com arranjo cristalino

de

longo

alcance

(policristalinos e monocristalinos).
Métodos

de

obtenção

mais

comuns:

Czochralski, floating zone, MBE e CVD’s.

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Bandas de energia
• Metal não há Eg devido a superposição das bandas
• Eg do Isolante > Semicondutor (intríseco)
Nível de vácuo

χ
Banda de condução
(LUMO)

Eg
EF
Banda de valência
(HOMO)

Eg: Energia da banda proibida (gap) χ : Afinidade eletrônica
EF: Energia do nível de Fermi

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• Diversas

são

as

aplicações

dos

materiais

semicondutores intrísecos e dopados, utilizados isoladamente ou construídos em junções ou ligas com outros materiais.
• Em aplicações no campo da eletrônica podemos destacar o uso destes materiais em dispositivos eletroluminescentes, fotovoltaicos,

retificadores,

reguladores, chaveadores, enfim, algumas das quais serão base para nossos estudos.

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2.2 Semicondutor intrínseco
• Ligação química covalente: Quatro elétrons em sua última camada (valência): átomos

se ligam compartilhando

elétrons se mantendo eletricamente isolantes
! Cristais como de carbono na forma do diamante, e tetraédricas de Si, SiC ou GaAs

são exemplos

de

semicondutores.

Figura 2. 1: Representação de uma rede de um cristal de Si

!

São considerados materiais intrísecos aqueles que apresentam baixíssima

concentração de dopantes (materiais