empacotamentoscompactos polimorfismo e politipismo - quimica.ufpr.br 2014 aula 7-8.pdf · • baixa...
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14/10/2014
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Metais e semicondutores
CQ132 - 2014
Sólidos Metálicos
- Sólidos formados somente por átomos metálicos mantido porligações metálicas- bons condutores de calor e de eletricidade. Maleáveis. BaixasT.F.
Empacotamentos compactos
• Estruturas cristalinas podem ser visualizadas pelo modelo do
empacotamento de esferas
fcchcp
NC = 12
> F.E.
Polimorfismo e Politipismo
• Metais podem adotar mais de uma estrutura:
• Baixa direcionalidade da ligação
• Politipismo: Sequencias de empilhamentos
complexas ou aleatórias (fcc ou hcp)
• Polimorfismo: Adoção de diferentes formas
cristalinas.
Ligas
• Soluções sólidas
– substitucionais
– intersticiais
Ex. Latão: Cu/Zn (5%-45%)
Bronze: Cu/Sn (Zn, Ni, Ag, P, Pb)
Aço: Fe/C
Amalgama: Hg/Au (Ag, Sn, Zn)
Z+ Z-+
−=
−+
nr
zANzU
11
1
400
0πε
TLV / OM
Estruturade
Bandas
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Estrutura eletrônica de bandas Estrutura eletrônica de bandas
Metal alcalino: ns1
Alcalino terroso: ns2np0
Metal de transição: (n-1)dxnsy
Estrutura de bandas e Nível de Fermi Condutividade elétrica - Transporte
Par elétron-“buraco”
“vacância”
Condutividade Semicondutores
• 4<NC<8• Ex. Si, C, • SiC, GaAs• II-VI: ZnO; ZnS; ZnSe; ZnTe; CdS, CdSe,
CdTe; HgS, … • Óxidos: TiO2, SnO2, Cu2O, BaTiO3• Magnéticos: Fe3O4, La0.7Ca0.3MnO3• Lamelares: MoS2
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SemicondutoresDistribuição de Fermi-Dirac e Nível de
Fermi
1
1)(
+
=−
kT
EE F
e
P
T→0; P = ½; E = EF
EF = ½ (ECB+EVB) Fermilevel
VB
CB
Semicondutor extrínseco
Si P(n-type)
Si B(p-type)
Silício
Junção p-n Semicondutores
• Diodos
• Células solares
• Led