O Gap do ZnSb

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O que é resistência elétrica?
A resistência elétrica pode ser definida como a capacidade que um corpo tem de opor-se a passagem de corrente elétrica quando submetido a uma diferença de potencial. Ela se deve ao fato de que o movimento de elétrons ocorre de forma desordenada nos condutores, por isso colidem entre si e com os demais átomos que formam o condutor. Quanto maior for o número de colisões, maior será a dificuldade que a corrente elétrica terá de atravessar o condutor.
Como se mede resistência elétrica? Procure ̈four terminal sensing ̈, ou ̈four point probe ̈ na Wikipedia. Qual é a unidade de medida?
Segundo a primeira Lei de Ohm um condutor ôhmico (resistência constante) mantido à temperatura constante a intensidade (i) da corrente elétrica será proporcional à diferença de potencial (ddp ou U) aplicada entre as extremidades. Essa relação é dada por:
U=R.i
Há alguns fatores que determinam a resistência elétrica de um condutor: 
Área de seção transversal: Corresponde à largura. Quanto mais largo for o condutor, mais facilmente os elétrons passarão por ele, o que causará a diminuição da resistência; 
Comprimento: Se um condutor for muito extenso, maior será o caminho a ser percorrido pelos elétrons, aumentando a possibilidade de choques e causando perda de energia durante o percurso. Dessa forma, quanto maior for o comprimento, maior será a resistência;
Material que o constitui: Os materiais que possuem maior quantidade de elétrons livres são os que oferecem maior facilidade para a passagem da corrente, portanto, uma menor resistência elétrica. Essa característica de cada material é a resistividade elétrica. 
Esses fatores são todos relacionados na equação da Segunda Lei de Ohm: 
Na equação acima, ρ é a resistividade do material, L é o comprimento do condutor, e A é a área da seção transversal. 
A unidade de medida da resistência do S.I. é o Ohm, representado pela letra grega Ω (ômega).
O “four terminal sensing” (4T sensing) é uma técnica de medição de impedância elétrica (oposição que um circuito elétrico faz à passagem de corrente quando é submetido a uma tensão) que utiliza pares separados de eletrodos de transporte de corrente e de sensores de tensão para fazer medições mais precisas do que as mais simples e usuais “two terminal sensing” (2T sensing). A detecção de quatro terminais é utilizada em alguns ohmímetros, em analisadores de impedância, na fiação para medidos de tensão e termômetros de resistência. Também é utilizada para medir a resistência da folha de filmes finos. Essa técnica é recomendada para a medição precisa de resistência abaixo de 100 Ohms.
Se uma amostra tem a forma de um paralelepípedo, como se expressa a resistência elétrica em termos das dimensões do paralelepípedo e do material do qual ele é feito?
Pela equação da segunda lei de Ohm: 
Portanto, quanto maior a área (maiores dimensões) do paralelepípedo, menor é a resistência elétrica. Em contrapartida, quanto maior a resistividade elétrica inerente ao material maior é a resistência elétrica.
O que é condutância elétrica?
Condutância elétrica é o recíproco da resistência elétrica. A unidade de condutância no S.I. é o siemens (símbolo S, igual a Ω-1). Condutância elétrica não deve ser confundida com condutividade elétrica, que é uma característica específica de um material e recíproca da resistividade elétrica. 
Representando condutância por C, temos: 
	A condutância em função das dimensões de um condutor é dada por: 
	O inverso da resistividade é chamado de condutividade ou condutância 	específica do material. Sendo representada por γ, temos: 
O que é poder termoelétrico? E o que é um termopar?
Um termopar é constituído de dois metais distintos unidos em uma das extremidades. Quando há uma diferença de temperatura entre a extremidade unida e as extremidades livres, verifica-se o surgimento de uma diferença de potencial que pode ser medida por um voltímetro. Diferentes tipos de termopares possuem diferentes tipos de curva diferença de potencial versus temperatura. 
Num condutor normal, os elétrons de condução, que são responsáveis pelo transporte de carga, também transportam entropia. Assim, se o condutor for submetido a um gradiente térmico, resultará uma contribuição adicional para a corrente elétrica que o percorre, ou seja: 
J = σE + L(∇T) 
Se nos construirmos um circuito fechado de dois metais A e B (termopar), com as junções submetidas a temperaturas diferentes, T1 e T0, podemos medir uma diferença de potencial em algum ponto do circuito que esteja em temperatura constante. 
A diferença de potencial gerada no circuito depende da diferença dos poderes termoelétricos dos dois metais. Esta propriedade é conhecido como efeito Seebeck. 
O princípio do efeito Seebeck deriva de uma propriedade física dos condutores metálicos submetidos a um gradiente térmico: quando dois condutores metálicos A e B de diferentes natureza são acoplados mediante um gradiente de temperatura, os elétrons de um metal tendem a migrar de um condutor para outro, gerando uma diferença de potencial elétrico. Através da condução térmica esse efeito é capaz de transformar energia térmica em energia elétrica, com base numa fonte de calor mediante propriedades físicas dos metais. 
A densidade de corrente é dada por: 
J = σ(-∇T + Eemf)
Onde σ é a condutividade elétrica. De maneira geral, o efeito Seebeck é descrito pela criação de campo eletromotriz dado por: 
Eemf = -S∇T
Na qual S é o Coeficiente Seebeck que depende das características do material, e ∇T é o gradiente térmico de T. 
O coeficiente Seebeck geralmente varia de acordo com a temperatura e fortemente com a composição do condutor. Para os materiais comuns, à T ambiente, o coeficiente Seebeck fica no intervalo de -100µV/K a +1000µV/K. 
O que distingue metais, semicondutores e isolantes do ponto de vista da resistência elétrica?
A resistividade elétrica é maior para os isolantes, intermediário para os semicondutores, e menor para os metais. Nos isolantes elétricos não há cargas que se movem livremente, dificultando a passagem de corrente elétrica.
Nos condutores, um aumento na temperatura ocasiona um aumento na resistência oferecido à passagem de corrente elétrica. Já nos semicondutores, acontece o contrário, um aumento da temperatura ocasiona uma redução de resistência oferecida a passagem de corrente elétrica, devido a maior repulsão causada na união dos mesmos. 
O que são elétrons de valência?
Elétrons de valência são aqueles que ocupam orbitais da camada de maior energia em um átomo. Uma vez que a energia das camadas eletrônicas aumenta a partir do núcleo atômico, pode-se dizer que a camada de valência é a camada mais externa preenchida por elétrons em um átomo. Assim, os elétrons de valência são aqueles que participam das ligações químicas com mais frequência, por estarem mais expostos em relação àqueles presentes em camadas mais internas.
 O que são banda de valência, banda de condução e gap de energia?
Segundo a teoria dos orbitais moleculares, materiais sólidos com arranjo cristalino formam ligações múltiplas entre os átomos, envolvendo seus orbitais atômicos de valência, ou seja, infinitos orbitais atômicos se combinam para formar infinitos orbitais moleculares com energia próximas entre si, formando duas bandas distintas, separadas por um GAP de energia. A banda de menor energia é chamada de banda de valência e corresponde à combinação de orbitais atômicos ligantes. A banda de maior energia é chamada banda de condução e refere-se aos orbitais atômicos antiligantes combinados. 
O GAP energético pode ser entendido como uma banda proibida, isto é, uma região de energia na qual os elétrons não podem permanecer e necessitam absorver um valor determinado de energia ao ultrapassar.
O que distingue metais, semicondutores e isolantes do ponto de vista das bandas de energia dos elétrons?
Metais, semicondutores e isolantes são sólidos que apresentam estrutura compatível com a teoria de bandas apresentadasna questão anterior.
Os metais apresentam as bandas de valência e condução sobrepostas, ou seja, não há banda proibida entre elas (ou GAP), de modo que os elétrons podem facilmente se movimentar da banda de valência para a banda de condução, sem necessidade de absorção de energia. Tal movimentação eletrônica caracteriza os metais como materiais condutores de corrente elétrica. 
Nos materiais semicondutores a banda de valência encontra-se preenchida totalmente ou parcialmente por elétrons, e a banda de condução encontra-se desocupada eletronicamente. Entre as bandas há uma zona proibida – o GAP, a qual apresenta valor energético relativamente baixo, de modo que quando fornecida energia suficiente, os elétrons da banda de valência podem ultrapassar o GAP e alcançar a banda de condução. Tal comportamento permite ao semicondutor conduzir eletricidade, porém, apenas quando ocorre absorção de energia correspondente ao valor do GAP, que é característico de cada metal. 
Os metais isolantes apresentam estrutura similar aos materiais semicondutores, porém, no primeiro caso o valor do GAP energético é muito alto, tornando-o intransponível eletronicamente. Desta forma, os materiais isolantes são péssimos condutores de eletricidade, mesmo quando fornecida energia ao material.