cristalografia






Absorción en los semiconductores
En un semiconductor, los electrones se encuentran en dos bandas de energía, llamadas bandas de valencia y conducción, de la interacción de partículas de carga entre estas dos bandas puede resultar la emisión o absorción de radiación electromagnética









Cuando un semiconductor es iluminado, los electrones son absorbidos paracrear un par electrón-hueco. Un par electrón-hueco se genera cuando un electrón pasa de un estado en reposo a un estado de excitación, la interacción entre un fotón y un electrón permite la generación de tres procesos en un semiconductor, los cuales son la absorción, la emisión espontánea y la emisión estimulada de un fotón como se muestra en la figura.
Absorción
Al hacer incidir luz sobre unsemiconductor, si la energía incidente es mayor a la energía de la banda prohibida (Eg) del material, el fotón es absorbido y su energía es transferida a un electrón de la banda de valencia, excitándolo hacia la banda de conducción y generando un par electrón hueco
Emisión espontánea
Una vez ocurrida la absorción el estado excitado del átomo es inestable. Después de un corto tiempo y sin ningúnestimulo externo, ocurre una transición espontánea de la banda de conducción a la banda de valencia. Estas transiciones pueden ser radiativas o no radiativas. Para semiconductores directos las transiciones radiativas son usualmente dominantes, emitiendo fotones con fases y direcciones estadísticamente distribuidas La razón de emisión espontánea es proporcional a la densidad de estados y a laprobabilidad de ocupación.
Emisión estimulada
La emisión estimulada es el proceso inverso a la absorción, cuando un fotón con energía E afecta a un electrón mientras está en su estado excitado (banda de conducción), el átomo puede ser estimulado a hacer una transición a la banda de valencia, como se muestra en la figura 15c. Aquí los fotones son creados viajando con la misma orientación de la fase ydirección de propagación de la onda excitadora. La radiación estimulada es monocromática debido a que cada fotón tiene precisamente una energía E y es coherente debido a que todos los fotones emitidos están en fase. Las razones de transición son controladas por la densidad de fotones y las densidades de ocupación de los niveles de energía participantes.Superconductividad
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sinresistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones. Fue descubierto por el físico neerlandés HeikeKamerlingh Onnes el 8 de abril de 1911 en Leiden.
La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de unsuperconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y laslíneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica.
Lasuperconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad, normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Pero en ciertos casos, el oro se clasifica como superconductor; por sus...