(UEL-PR) Alguns semicondutores emissores de luz, mais conhecidos como LEDs, estão sendo introduzidos na sinalização de trânsito das principais cidades do mundo. Isso se deve ao tempo de vida muito maior e ao baixo consumo de energia elétrica dos LEDs em comparação com as lâmpadas incandescentes, que têm sido utilizadas para esse fim. A luz emitida por um semicondutor é proveniente de um processo físico, onde um elétron excitado para a banda de condução do semicondutor decai para a banda de valência, emitindo um fóton de energia E = hn. Nessa relação, h é a constante de Planck, n é a frequência da luz emitida (n = c/λ, em que c é a velocidade da luz e λ o seu comprimento de onda) e E equivale à diferença em energia entre o fundo da banda de condução e o topo da banda de valência, conhecido como energia de gap do semicondutor. Com base nessas informações e no conhecimento sobre o espectro eletromagnético, é correto afirmar:
A energia de gap de um semicondutor será tanto maior quanto maior for o comprimento de onda da luz emitida por ele.
Para que um semicondutor emita luz verde, ele deve ter uma energia de gap maior que um semicondutor que emite luz vermelha.
O semicondutor que emite luz vermelha tem uma energia de gap cujo valor é intermediário às energias de gap dos semicondutores que emitem luz verde e amarela.
A energia de gap de um semicondutor será tanto menor quanto menor for o comprimento de onda da luz emitida por ele.
O semicondutor emissor de luz amarela tem energia de gap menor que o semicondutor emissor de luz vermelha.
Gabarito:
Para que um semicondutor emita luz verde, ele deve ter uma energia de gap maior que um semicondutor que emite luz vermelha.
A opção correta é:
b) Para que um semicondutor emita luz verde, ele deve ter uma energia de gap maior que um semicondutor que emite luz vermelha.
A cor da luz emitida por um semicondutor está relacionada à energia de gap, sendo que cores de luz com comprimentos de onda menores (como azul e verde) correspondem a uma energia de gap maior. Portanto, um semicondutor que emite luz verde deve ter uma energia de gap maior do que um semicondutor que emite luz vermelha.