FÍSICA DE SEMICONDCUTORES

EDWIN ALONSO ARDILA RODRIGUEZCOD: 25451619

* El ciclo solar y su máxima actividad* Eyecciones de masa coronal * bucles de plasma en su superficie* Enormes explosiones de plasma.* Interferencia en la comunicaciones terrestres.-*Radiación y atmosfera terrestre.

1. TORMENTA S SOLARES

2. Cristalografía.

Estructura del silicio. .Estructura del diamante .

La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales.

2.1. Redes de Bravais. Uno de los conceptos fundamentales en la descripción de un sólido cristalino es el de

red de Bravais, que especifica cómo las unidades básicas que lo componen (átomos, grupos de átomos moléculas) se repiten periódicamente a lo largo del cristal.

2.2 Estructura del diamanteEl diamante está constituido por una red de átomos de carbono

con hibridación sp3. Estos átomos de carbono se unen entre sí por enlaces de tipo sigma, σ, cuya distancia es de 0,154 nm (correspondiente a un enlace simple c-c

Estructura del diamante .

Los átomos de carbono presentan geometría tetraédrica, de forma que cada átomo de carbono se une a otros cuatro átomos situados en los vértices de un hipotético tetraedro, y así sucesivamente en las tres dimensiones. Cada carbono de estos vértices es, a su vez, el átomo central de otro tetraedro

2.3 Estructura del silicio.

Estructura del diamante .

El silicio se cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura de celda primitiva, "dos cubos interpenetrados de cara centrada". Las líneas entre los átomos de silicio en la ilustración de la red, indican los enlaces con los vecinos más próximos. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm. El germanio tiene la misma estructura del diamante, con una dimensión de celda de 0,566 nm.

Figura 5 : Disposición de átomos en el silicio .

Disposición de átomos en el silicio .

2.4 Indices de miller

3. Método de czochrottski. para crecer materiales. para producir de silicio mono cristalino se deben seguir tres pasos:

1. La purificación química del silicio.

2. El crecimiento del cristal .3. Presentación en forma de oblea En el proceso de Czochralski el silicio se

halla en un recipiente con crisol con el germen suspendido en la superficie, un desplazamiento lento del germen hacia arriba, acompañado de una rotación arrastra el silicio fundido que se enfría y se solidifica , de esta forma se genera un lingote de material mono-cristalino]

3 Crecimiento epitaxial por haces moleculares ( MBE).

proceso de crecimiento de materiales, con el cual se pueden producir laminas delgadas de muy alta pureza y de alta calidad cristalina, partiendo de un substrato mono-cristalino

Esquemático MBEEquipo utilizado para el MBE.

4. El efecto fotoeléctrico.Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.

•La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

5. Espectro electromagnéticoUna onda electromagnética consiste en la oscilación de un campo eléctrico y otro magnético en direcciones perpendiculares, entre sí, y a su vez, perpendiculares ambos a la dirección de propagación. El espectro electromagnético se puede considerar como el conjunto de las diferentes radiaciones electromagnéticas ordenadas por orden de frecuencia.

La energía para cada una de las ondas electromagnéticos del espectro la podemos calcular con la siguiente formula

6. Modelo atómico de BohrEn 1913, Niels Bohr ideo un modelo atómico que explicaba

perfectamente los espectros determinados experimentalmente para átomos de hidrogeno. Estos son sistemas formados solamente por dos cargas, una positiva y una negativa.

 El modelo consta de 4 postulados 

Postulado 1 

Un electrón que gira alrededor de un núcleo en una órbita de radio r y con velocidad v se encuentra sujeto a la fuerza de atracción electrostática que el núcleo de carga +Ze ejerce sobre y no irradia energia.

Postulado 2

El electrón recorre una determinada orbita n con momento angular esto implica que el momento angular del electrón esta cuantizado, es decir, que solo puede adquirir determinados valores caracterizados por el numero cuántico n

Postulado 3.

Mientras el electrón está en una órbita no emite ni absorbe luz. Se dice que el electrón se encuentra en un estado estacionario.

Postulado 4

Cuando el electrón pasa de un estado estacionario a otro emite o absorbe luz Se dice que el electrón hace una transición del estado inicial al final.

 

Si la frecuencia es negativa se trata de un fotón emitido y si es positivo se trata de un fotón absorbido Por ejemplo, para una transición de n2 a n1 (con n2 > n1):Se podría resolver así

7. Espectros atómicos.

Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda.

Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisión.

Igualmente, si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (espectro de absorción).

7.1 Espectro de emisiónSi, mediante suministro de energía calorífica,

se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión.

7.2 Espectro de absorciónSi el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias del visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción

7.3 Series espectrales en el hidrogenoLas diferentes líneas que aparecieron en el espectro del hidrógeno se podían agrupan en diferentes series cuya longitud de onda es muy parecida:

4 Ley de Rydberg .

La relación entre las longitudes de onda de las distintas rayas del espectro del hidrógeno viene dada por la expresión:

Donde n1 y n2 son números naturales, cumpliéndose siempre que  n2 > n1, con lo que el paréntesis queda positivo. R es una constante llamada constante de Rydberg cuyo valor es: R = 1,0968 x 107 m–1.

Si n1 = 1; n2 = 2, 3, 4, 5, ...           Serie Lyman

Si n1 = 2; n2 = 3, 4, 5, 6, ...           Serie Balmer

Si n1 = 3; n2 = 4, 5, 6, 7, ...           Serie Paschen

Si n1 = 4; n2 = 5, 6, 7, 8, ...           Serie Bracket

Si n1 = 5; n2 = 6, 7, 8, 9, ...           Serie Pfund

8. Radiación del cuerpo negroPara describir características de radiación en superficies reales se

puede introducir el concepto de cuerpo negro .el cuerpo negro se considera como una superficie ideal, tiene las siguientes propiedades:

1.El cuerpo negro absorbe toda la radiación incidente sin importar la longitud de onda ni la dirección

2. Para una temperatura y una longitud de onda establecida, ninguna superficie puede emitir más energía que un cuerpo negro

3. Aunque la radiación emitida por un cuerpo negro es una función de la longitud de onda y la temperatura es independiente de la dirección esto quiere decir que el cuerpo negro es un emisor difuso

9. Shoringuer

10. Experimento michaelson morley .

Se suponía que cierto tipo de medio debía de permitir que la luz y otras ondas electromagnéticas se propagaran,

Este medio conocido como el éter debía de tener ciertas propiedades como una gran rigidez para que así las ondas se movieran a una velocidad alta

EL Experimento michaelson morley permite determinar la no existencia de tal medio

El interferómetro divide la luz que emite un foco luminoso en dos haces los cuales rebotan en dos espejos para volverse a juntar , al solo tener una sola fuente que emite una longitud de onda al volver a juntarse los dos haces interferirán produciendo

máximos y mínimos de intensidad .las variaciones de los espejos varían en la posición ,estas variaciones deberán de ser similares a la longitud de onda de la luz) este efecto también se puede lograr si estas distancias permanecen fijas pero la velocidad el medio varia

El aparato se sumergió en un pozo de mercurio para minimizar los movimientos , los resultados que se obtuvieron fueron nulos en ningún momento se obtuvieron variaciones de la luz, o de otra forma el éter no tenía ninguna velocidad apreciable, así se llego a la conclusión de que la luz puede viajar en el vacio sin ningún medio de por medio ya a la no existencia del éter.

10.2 Experimento Frank y herzt. En el año de 1914, se realizo el experimento de James Franck y

Gustav Hertz el cual sirvió para demostrar la existencia de estados excitados en los átomos de mercurio, lo que ayudó a confirmar la teoría cuántica que predecía que los electrones ocupaban solamente estados de energía discretos cuantificados. el esquema del experimento lo podemos ver a continuación

11. Referencias