Supercondutores e semicondutores

SEMICONDUTORES

DEFINIÇÃO
Semicondutores são elementos químicos que possuem quatro elétrons na camada de valência e fazem quatro ligações para atingirem a estabilidade, obedecendo à regra do octeto. Devido a isso, possibilitam a formação de um cristal perfeito (como o diamante, no caso do elemento carbono, e do retículo de silício, no caso do elemento carbono). Figura 3 - Cristal formado pelo Silício (Retículo de Silício).

Os semicondutores mais comuns são o silício e o germânio. À temperatura ambiente, eles são materiais isolantes, pois não possuem elétrons livres. Entretanto, é possível mudar essa característica, conferindo-lhes característica de semicondutores, caso haja aumento na temperatura.
Atualmente o germânio está cedendo lugar ao silício, já que este suporta temperaturas mais altas de funcionamento e consegue trabalhar com tensões mais elevadas. Além disso, ele é encontrado mais abundantemente na natureza e possui custo mais barato.

PROCESSO DE DOPAGEM
Um dos principais usos de semicondutores está na parte eletrônica. Para isso, quase sempre é necessário utilizar um processo químico, para aumentar a condutividade ou diminuir, de acordo com o necessário. A este processo dá-se o nome de dopagem. Ele se distingue em duas partes: dopagem em N e dopagem em P.
Na dopagem tipo N, o fósforo ou o arsênico é adicionado ao silício em pequenas quantidades. O fósforo e o arsênico possuem cinco elétrons externos cada um, de forma que ficam fora de posição quando entram no reticulado de silício. O quinto elétron não tem a que se ligar, ganhando liberdade de movimento. Apenas uma pequena quantidade de impurezas é necessária para criar elétrons livres o suficiente para permitir que uma corrente elétrica flua pelo silício. O silício tipo N é um bom condutor. Figura 1 – Dopagem em N do silício.

Na dopagem tipo P, o boro ou o gálio são tidos como dopantes. O gálio e o boro possuem apenas três elétrons na camada de valência. Quando misturados no