Embed Size (px)
Citation preview
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Teoria de Bandas e Semicondutores
Carlos Alberto dos Santos
Professor Visitante
Departamento de Ciências Exatas e Naturais
Univ. Federal Federal Rural do Semi-Árido
Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física
Disciplina: Física Contemporânea
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Bandas de energia em cristais
Níveis
desdobram-
se quando
átomos
aproximam-se
uns dos
outros.
Começando
pelos níveis
mais
externos
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Bandas de energia em cristais
MNPEF-UFERSA: [email protected]
Distribuição Fermi-Dirac
Em T=0 K, elétrons no estado fundamental, de menor energia,
todos “quase parados”.
Em T>0, elétrons se agitam e começam a querer ocupar
outros níveis. No equilíbrio térmico a distribuição eletrônica
muda conforme a estatística de Fermi e Dirac.
A probabilidade de encontrar estados com energia entre E e
E+dE é dada pela distribuicão de Fermi-Dirac
EF, energia de Fermi, define o
nível de Fermi, acima do qual
todos os estados estão
desocupados em T=0.
kB=1,38x10-23 J/K, constante
de Boltzmann
MNPEF-UFERSA: 2016.1
MNPEF-UFERSA: [email protected]
Dopagem de semicondutores
Semicondutores dopados muito utilizados na indústria
porque:
condutividade elétrica varia pouco com a temperatura
Condutividade elétrica é controlada pela concentração de
impurezas
Semicondutores intrínsecos pouco utilizados na indústria
porque:
baixa condutividade elétrica
Condutividade elétrica depende muito da temperatura
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Como dopar semicondutores
Difusão térmica
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Como dopar semicondutores
Implantação
iônica
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Implantador de íonsdo IF-UFRGS, ca 2000
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Implantador de íonsdo IF-UFRGS, ca 1984
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Condutividade
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Sendo o semicondutor tipo-n, o campo magnético desvia os
elétrons para o lado direito da fita. A acumulação de cargas no
lado direito induz cargas positivas no lado esquerdo, até que se
estabelece o equilíbrio e surgem o campo Hall e a voltagem
Hall.
Se o semicondutor é tipo-p, basta inverter os sinais. Os valores
numéricos são idênticos. Portanto, o efeito Hall determina o tipo
de portador.
Efeito Hall
MNPEF-UFERSA: 2016.1
Efeito Hall
