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Questão FC278643

De acordo com os princípios da interação de sistemas físicos com a luz e a matéria e as leis que governam as mudanças de energia e a estrutura dos sistemas, julgue o item a seguir.

Ondas

CEBRASPE (CESPE) · 2025

De acordo com os princípios da interação de sistemas físicos com a luz e a matéria e as leis que governam as mudanças de energia e a estrutura dos sistemas, julgue o item a seguir.

 

É possível expressar a energia de um elétron em um cristal por uma função de energia E(k) que depende do vetor de onda k, o qual está relacionado ao momento do elétron; em um semicondutor, a relação E(k) é sempre aproximada pelo modelo de poço quântico ou pelo modelo de partículas livres.

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Gabarito

Errado

Comentário do professor

A primeira parte está correta: a energia em um cristal é dada por uma função de dispersão \(E(k)\) e o vetor de onda está ligado ao momento cristalino \(\hbar k\). No entanto a afirmação é errada porque não existe uma única aproximação universal para semicondutores.

Próximo aos extremos de banda usa‑se a aproximação parabólica e a massa efetiva: \(E(k)\approx E_0+\dfrac{\hbar^2 k^2}{2m^*}\). Para energias maiores surgem efeitos não‑parabólicos e modelos distintos são necessários.

Dependendo do material e da escala, aplicam‑se modelos como tight‑binding, k·p, pseudopotenciais empíricos ou métodos ab initio (DFT). Um poço quântico é um caso de confinamento (estruturas de baixa dimensionalidade), enquanto o modelo de partícula livre é outro limite; nenhum dos dois é sempre válido.

Portanto, dizer que \(E(k)\) em semicondutores é sempre aproximada apenas por poço quântico ou partículas livres é incorreto.

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