Cálculo das propriedades eletrônicas do si

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL

Cálculo das Propriedades Eletrônicas do Si
Kalyana Gianello Santini

Orientador: Prof. Dr°. Adriano Manoel dos Santos

Dourados-MS
17 de Agosto de 2009.

1. Introdução O silício se apresenta na coluna 4A da tabela periódica contendo a seguinte configuração eletrônica [Ne] 3s2 3p2, num total de 14 elétrons. Esta disposição indica que os elétrons das camadas mais internas possuem uma configuração similar a do Neônio, somada a 4 elétrons de valência distribuídos entre os orbitais s e p. A

distribuição dos elétrons mais externos é similar a do carbono, fazendo com que o silício apresente características parecidas com o carbono, como a hibridização dos orbitais da camada de valência. Como o segundo elemento mais abundante da crosta terrestre (25,7 %), o silício é vital para a indústria de construção como o principal constituinte das pedras naturais, vidros, concreto e cimento. O silício é largamente empregado como material semicondutor porque manté m sua característica mesmo a altas temperaturas. O grande impacto relacionado ao silício na economia do mundo moderno e no estilo de vida resulta de seu uso na confecção de dispositivos eletrônicos, como transistores, e no desenvolvimento de circuitos integrados que compõem os aparelhos eletrônicos, como por exemplo, os chips de computadores. O silício puro pode ser dopado com outros elementos para ajustar sua resposta elétrica. Tal controle é necessário em transistores, células solares, circuitos integrados, microprocessadores, detectores semicondutores e outros dispositivos semicondutores os quais são usados em aplicações eletrônicas. Apesar de ser encontrado em várias formas estruturais (polimorfismo), a estrutura mais comum do silício em um cristal é a estrutura fcc (cúbica de face centrada), ou seja, considerando um elétron por célula unitária, os átomos se encontrariam tanto no vértice do cubo, quanto no centro de suas respectivas faces. Em um átomo isolado, os