ACTIVIDADES UNIDAD 3: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

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Tienen una estructura cristalina cubica, los átomos de esos elementos se encuentran formando un enlace covalente con lo cual no dispone de ningún electrón libre.d) ¿Qué es necesario hacer para romper los enlaces covalentes de estos materiales?

Es necesario comunicar gran cantidad de energía que hará circular en orden a los electrones del polo positivo constituyendo una corriente eléctrica.e) Como consecuencia de la rotura de los enlaces covalentes de estos materiales se obtiene una corriente eléctrica. Expliquen cómo se denomina a los electrones libres y a los espacios vacíos que dejan.

A los electrones libres se les denomina portadores de corriente y al espacio vacío que hueco.f) ¿Cómo es la carga de los espacios vacíos?

Tiene una carga igual a la del electrón pero con el signo contrario.g) Existen conductores de tipo P y N. Expliquen las características de cada uno y de qué forma se obtienen.

Las concentraciones de huecos se identifican como P y la concentración de huecos como N, a estos semiconductores se les puede introducir impurezas, es decir átomos de distinto material y en proporciones muy pequeñas que pueden ceder electrones como el fosforo y se dice que es de unión n y otras que pueden catar electrones como el aluminio y el galio y se dice que son de unión p.h) Se denomina uniones P-N a la unión de dos semiconductores de cada tipo. Expliquen qué tipo de portadores tiene cada uno y cuáles son los portadores mayoritarios de cada lado.

A cada lado de la unión P-N existen dos tipos de portadores en el lado N los electrones procedentes de la ionización de impurezas donadoras y huecos procedentes de la ruptura de enlaces covalentes del átomo, en el lado P los huecos procedentes de la ionización de impurezas donadoras de electrones procedentes de la ruptura de enlaces covalentes del átomo, los portadores mayoritarios en el lado N son los electrones mientras que en el lado P son los huecos.i) ¿Qué ocurre en la zona de unión de estos dos semiconductores?

Existe un paso de electrones de N hacia P pero inmediatamente se alcanza el equilibrio comportándose la unión como una barrera. j) ¿Cómo se logra la polarización de la unión P-N?Cuando conectamos ambos lados a una fuente de energía.

Actividad 3: materiales superconductores

Un superconductor es aquel material que pierde totalmente su resistencia al paso de la corriente

En el siguiente video sobre la evolución de la superconductividad se puede observar la historia de estos sólidos tan particulares. A partir de esta información, resuelvan el siguiente cuestionario. https://www.youtube.com/watch?v=I0w1V5zhkxk

Cuestionario:

- ¿Quién descubrió el fenómeno de la superconductividad?

Fue descubierta en 1911 por un físico holandés llamado Hike Kamerligh Omes

- ¿A partir de qué metal se realizaron los primeros estudios de estos materiales?

A partir del mercurio

- Los primeros materiales superconductores mostraban sus peculiares propiedades a muy bajas temperaturas. ¿Cuáles eran esas temperaturas y cómo se lograban?

La temperatura era el cero absoluto y se realizaba sumergiendo el futuro superconductor en helio líquido

- ¿Qué sucede con la corriente en un anillo superconductor luego de un año de haber sido puesto en helio líquido?

La corriente sigue fluyendo en el sin haber disminuido

- ¿Qué problemática hizo que los superconductores no fueran económicamente viables?

El equipamiento necesario para hacer el helio líquido que enfriaba el superconductor a la temperatura requerida era caro y complejo.

- Desde 1969 se comenzaron a estudiar otros materiales superconductores y la posibilidad de aumentar la temperatura en la que expresaban estas características. En 1986 dos científicos descubrieron un material muy particular y aumentaron significativamente las temperaturas en las que se manifestaba la superconductividad. Amplíen y expliquen esta información.

En 1986 dos investigadores anunciaron haber conseguido subir la temperatura critica a 30 kelvin en un material completamente nuevo.

- ¿Cuál es la expectativa para el futuro? ¿Qué se espera de los nuevos materiales y de las temperaturas de trabajo?

Impulsar a los investigadores a trabajar con materiales cerámicos similares y seguir aumentando la temperatura.

- ¿Qué tipo de superconductores descubrieron Paul Müller y Johannes Georg Bednorz?

Un complejo material cerámico que presentaba su superconductividad a 30 kelvin.

i) En 1987, Paul Ching-Wu Chu y su equipo encontraron superconductividad en materiales a mayores temperaturas. Expliquen qué tipo de problemas presentan los superconductores a temperaturas más elevadas.

Presentan problemas para generar campos magnéticos intensos y son más difíciles de construir en cables anillos y otras formas.