{"id":80733,"date":"2024-01-14T13:17:27","date_gmt":"2024-01-14T13:17:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/arsenieto-de-galio-semicondutor-propriedades-e-aplicacao\/"},"modified":"2024-01-20T10:01:35","modified_gmt":"2024-01-20T10:01:35","slug":"arsenieto-de-galio-semicondutor-propriedades-e-aplicacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/pt-br\/arsenieto-de-galio-semicondutor-propriedades-e-aplicacao\/","title":{"rendered":"Arsenieto de g\u00e1lio | Semicondutor | Propriedades e aplica\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<h2> Ars\u00eanio de G\u00e1lio: Um Avan\u00e7o nos Semicondutores <\/h2>\n<p> Os semicondutores, materiais inorg\u00e2nicos ou org\u00e2nicos, desempenham um papel crucial no controle da condu\u00e7\u00e3o el\u00e9trica. Sua capacidade de condu\u00e7\u00e3o varia em fun\u00e7\u00e3o da estrutura qu\u00edmica, temperatura, ilumina\u00e7\u00e3o e dopagem. Estes materiais possuem uma condutividade el\u00e9trica intermedi\u00e1ria entre um metal, como cobre ou ouro, e um isolante, como vidro, caracterizada por uma lacuna de energia inferior a 4eV (aproximadamente 1eV).<\/p>\n<p> Na f\u00edsica do estado s\u00f3lido, a lacuna de energia, ou &#8220;band gap&#8221;, representa uma faixa de energia entre a banda de val\u00eancia e a banda de condu\u00e7\u00e3o, onde n\u00e3o s\u00e3o permitidos estados de el\u00e9trons. Diferentemente dos condutores, os el\u00e9trons nos semicondutores necessitam de energia (por exemplo, da radia\u00e7\u00e3o ionizante) para atravessar o &#8220;band gap&#8221; e alcan\u00e7ar a banda de condu\u00e7\u00e3o. As propriedades dos semicondutores s\u00e3o determinadas pela lacuna de energia entre as bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o. <\/p>\n<h2> O Potencial do Ars\u00eanio de G\u00e1lio <\/h2>\n<p> O ars\u00eanio de g\u00e1lio (GaAs) \u00e9 um material semicondutor utilizado em diversas aplica\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas, apresentando vantagens significativas sobre o sil\u00edcio. Entre suas principais caracter\u00edsticas, destacam-se a maior mobilidade de el\u00e9trons, frequ\u00eancias operacionais mais altas e melhor resist\u00eancia a danos por radia\u00e7\u00e3o. <\/p>\n<p> No GaAs, a estrutura cristalina \u00e9 similar \u00e0 do sil\u00edcio, por\u00e9m com liga\u00e7\u00f5es at\u00f4micas mais fortes, conferindo maior durabilidade ao material. Al\u00e9m disso, por ser um material de &#8220;band gap&#8221; direto, o GaAs converte de maneira eficiente a energia el\u00e9trica em energia luminosa, tornando-o ideal para dispositivos optoeletr\u00f4nicos como LEDs e diodos laser. <\/p>\n<p> Comumente utilizado em dispositivos eletr\u00f4nicos de alta velocidade, como transistores de micro-ondas e circuitos integrados de alta frequ\u00eancia, o GaAs tamb\u00e9m \u00e9 empregado em c\u00e9lulas solares e outros dispositivos fotovoltaicos devido ao seu alto coeficiente de absor\u00e7\u00e3o, que permite a convers\u00e3o eficiente de energia luminosa em energia el\u00e9trica. Sua alta resist\u00eancia \u00e0 radia\u00e7\u00e3o o torna adequado para uso em ambientes espaciais e de alta radia\u00e7\u00e3o. Contudo, seu custo superior ao do sil\u00edcio restringe seu uso em muitas aplica\u00e7\u00f5es de eletr\u00f4nicos de consumo. <\/p>\n<h2> Tipos de Semicondutores <\/h2>\n<p> Os semicondutores podem ser classificados em dois tipos principais, baseados em suas propriedades eletr\u00f4nicas: <\/p>\n<ul>\n<li><b>Semicondutores Intr\u00ednsecos:<\/b> S\u00e3o semicondutores puros, compostos por um \u00fanico elemento (ex.: Sil\u00edcio, Germ\u00e2nio), sem dopagem intencional. Eles conduzem eletricidade quando aquecidos, permitindo que alguns el\u00e9trons ganhem energia suficiente para se libertarem de suas liga\u00e7\u00f5es e se tornarem el\u00e9trons livres na banda de condu\u00e7\u00e3o.<\/li>\n<li><b>Semicondutores Extr\u00ednsecos:<\/b> S\u00e3o semicondutores dopados intencionalmente para alterar suas propriedades eletr\u00f4nicas. Podem ser divididos em:\n<ul>\n<li><i>Semicondutores tipo p:<\/i> Adiciona-se \u00e1tomos de impurezas como boro, que possuem menos el\u00e9trons de val\u00eancia que o material semicondutor, criando &#8220;buracos&#8221; na banda de val\u00eancia, que podem conduzir corrente como portadores de carga positiva.<\/li>\n<li><i>Semicondutores tipo n:<\/i> Adiciona-se \u00e1tomos de impurezas como f\u00f3sforo, que possuem mais el\u00e9trons de val\u00eancia que o material semicondutor, criando el\u00e9trons excedentes na banda de condu\u00e7\u00e3o, que podem conduzir corrente como portadores de carga negativa.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h2> Propriedades Chave dos Semicondutores <\/h2>\n<p> Aqui est\u00e1 uma tabela com 3 semicondutores intr\u00ednsecos e 2 tipos de semicondutores p e n, junto com 4 propriedades-chave:<\/p>\n<table>\n<tr>\n<th>Semicondutor<\/th>\n<th>Tipo<\/th>\n<th>Lacuna de Energia (eV)<\/th>\n<th>Mobilidade de El\u00e9trons (cm\u00b2\/Vs)<\/th>\n<th>Mobilidade de Buracos (cm\u00b2\/Vs)<\/th>\n<th>Condutividade T\u00e9rmica (W\/mK)<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Sil\u00edcio (Si)<\/td>\n<td>Intr\u00ednseco<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>450<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Germ\u00e2nio (Ge)<\/td>\n<td>Intr\u00ednseco<\/td>\n<td>0.67<\/td>\n<td>3900<\/td>\n<td>1900<\/td>\n<td>60<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Ars\u00eanio de G\u00e1lio (GaAs)<\/td>\n<td>Intr\u00ednseco<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>400<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Sil\u00edcio dopado com Boro (p-Si)<\/td>\n<td>p-tipo<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>1800<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Sil\u00edcio dopado com F\u00f3sforo (n-Si)<\/td>\n<td>n-tipo<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>4500<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Ars\u00eanio de G\u00e1lio dopado com Alum\u00ednio (p-GaAs)<\/td>\n<td>p-tipo<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>200<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Ars\u00eanio de G\u00e1lio dopado com Sil\u00edcio (n-GaAs)<\/td>\n<td>n-tipo<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>800<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/gallium-arsenide\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>O arseneto de g\u00e1lio (GaAs) \u00e9 um material semicondutor usado em diversas aplica\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas. 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