Concursos públicos

A difusão em sólidos é importante em diversos tratamentos térmicos de materiais. A revolução científica e tecnológica ocorrida nos últimos 50 anos está diretamente associada à indústria microeletrônica. Nessas indústrias, o processo de fabricação de dispositivos semicondutores à base de silício está intimamente ligado à introdução por difusão controlada de impurezas de elementos químicos como Boro ( B ), Arsênio (As) e Fósforo ( P ), conforme ilustrado a seguir.

O diagrama abaixo ilustra uma interface de dois materiais, A e B, puros, colocados em contato.

O mecanismo de difusão intersticial pode ser estudado por meio da lei de Fick, mostrada na equação 1 a seguir.

em que J_B é o fluxo de átomos de B, na interface; D_B é a difusividade (ou coeficiente de difusão do elemento B no sólido A) e (ΔC /Δx) é o gradiente de concentração de B.

A difusividade D_B pode ser expressa pela equação 2 a seguir.

em que D₀ é o fator de freqüência de salto; Q é a barreira de ativação para difusão; R é a constante universal dos gases; T é a Temperatura K.

Com base nos diagramas e equações apresentados, assinale a opção correta.