Otras carreras Reflexión de la luz a nivel atómico

[brothe_r]

Hola a todos,

Tengo una duda acerca la reflexión de las ondas electromagnéticas sobre las superfícies. Por lo que tengo entendido, un espejo refleja cierta cantidad de energía, y a partir de cierta longitud de onda (ya no visible) el espejo se vuelve transparente. He leído que el mecanismo es la absorción del fotón por parte de los electrones, y el reflejo es su propia reemisión. Este sería el caso, por ejemplo, de los conductores, pero el mecanismo de reflexión en un aislante como un plástico (donde no hay electrones en la banda de conducción), es el mismo? O coexisten varios mecanismos?

Por otra parte, imaginaros un trozo de semiconductor dopado, de modo que tengamos ciertos electrones libres a temperatura ambiente. Ahora lo iluminamos con luz blanca, con lo que va vamos a obtener cierto espectro como respuesta. La pregunta es: va a canviar el espectro obtenido si aplicamos un campo eléctrico de modo que los electrones se desplacen? Ante esta situación, habría una parte del semiconductor comportándose como conductor, y la otra como aislante.

Gracias de antemano!

[Sartie]

Re: Reflexión de la luz a nivel atómico

Hola a todos,

Tengo una duda acerca la reflexión de las ondas electromagnéticas sobre las superfícies. Por lo que tengo entendido, un espejo refleja cierta cantidad de energía, y a partir de cierta longitud de onda (ya no visible) el espejo se vuelve transparente. He leído que el mecanismo es la absorción del fotón por parte de los electrones, y el reflejo es su propia reemisión. Este sería el caso, por ejemplo, de los conductores, pero el mecanismo de reflexión en un aislante como un plástico (donde no hay electrones en la banda de conducción), es el mismo? O coexisten varios mecanismos?

Hola.
No son solo los electrones de la banda de conduccion los que son excitados, lo es cualquier electron del solido que pueda ser promocionado con la energia absorbida. Los electrones que se promocionan en un aislante estan "anclados" al atomo y despues de promocionarse siguen anclados a este.

Por otra parte, imaginaros un trozo de semiconductor dopado, de modo que tengamos ciertos electrones libres a temperatura ambiente. Ahora lo iluminamos con luz blanca, con lo que va vamos a obtener cierto espectro como respuesta. La pregunta es: va a canviar el espectro obtenido si aplicamos un campo eléctrico de modo que los electrones se desplacen? Ante esta situación, habría una parte del semiconductor comportándose como conductor, y la otra como aislante.

Gracias de antemano!

No habria cambios en el espectro pues este espectro depende de los estados ocupados o vacios del solido, no de la cantidad de electrones que esten ocupando dichos estados. Si en un semiconductor a temperatyra ambiente ya tienes electrones libres entonces las bandas de conduccion ya esta ocupadas. Estas bandas se extienden por toda la superficie, aunque no tienen que ser homogeneamente, pero el haz luminoso incide por toda la superficie de modo que lo que recoges es un promedio. Si lo que quieres es estudiar las basndas de conduccion de un solido debes aplicar otras tecnicas como por ejemplo:

XPS (Espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X), ARPES (Angle resolved photoemission spectroscopy), STS(Scanning tunneling spectroscopy)...

Con estas técincas podras estudiar la distribucion de bandas en la superficie y/o volumen de tu solido, pero repito, el numero de electrones que puebla una banda o su distribucion espacial no cambia los espectros, salvo si aplicamos voltaje a la muestra o algun otro tipo de energia.

[brothe_r]

Re: Reflexión de la luz a nivel atómico

Hola Sartie,

Gracias por responder (y tan rápido ). Me ha gustado tu explicación. Aún así la última parte no me ha quedado demasiado clara:

Con estas técincas podras estudiar la distribucion de bandas en la superficie y/o volumen de tu solido, pero repito, el numero de electrones que puebla una banda o su distribucion espacial no cambia los espectros, salvo si aplicamos voltaje a la muestra o algun otro tipo de energia.

Como he dicho, en el segundo caso desplazo los electrones con un campo eléctrico. Entiendo que el nivel de Fermi serà constante en todo el semiconductor por el hecho de estar en equilibrio, pero el nivel de Fermi intríseco variará en función del campo eléctrico aplicado. Así pués, de qué depende un cambio del espectro? Del nivel de Fermi o del de Fermi intrínseco?

Gracias!

[Sartie]

Re: Reflexión de la luz a nivel atómico

Buena pregunta, de lo que estoy seguro es de que si aplicas un campo eléctrico al semiconductor estás desplazando a los electrones de conducción en el espacio pero tambien reestructuras las bandas, como explican en este paper, como puedes ver aqui:
http://ciruelo.uninorte.edu.co/pdf/i...onductores.pdf
(Espero que no me caiga sancion por esto, no estoy haciendo publicidad de nada, POD sabe de que hablo ). En conclusiones verás que dicen:
A medida que el campo eléctrico se incrementa, la barrera efectiva que un electrón en la banda de valencia tiene que superar para pasar a la banda de conducción comienza a decrecer y la probabilidad de filtración llega a ser más significativa y habrá tantos portadores libres que se produce una ruptura.

De modo que al aumentar el campo electrico pues cambias las poblaciones, de modo que bandas desocupadas pasan a estar ocupadas y por tanto accedes a nuevos estados que pueden alterar el espectro.

[brothe_r]

Re: Reflexión de la luz a nivel atómico

Hola Sartie,

Gracias de nuevo por tu aporte. Aún así, tú mismo lo has dicho:

[...] que pueden alterar el espectro.

He aquí el quid de la qüestión. ¿Pueden, o lo alteran? ¿Sabes donde podría encontrar tal información? Algo más detallado, como para poder calcular de qué margen estamos hablando, y saber si es un cambio significativo o no. ¿Algún otro aporte de alguien?

Gracias de nuevo!

[Sartie]

Re: Reflexión de la luz a nivel atómico

Hola Sartie,

Gracias de nuevo por tu aporte. Aún así, tú mismo lo has dicho:
He aquí el quid de la qüestión. ¿Pueden, o lo alteran? ¿Sabes donde podría encontrar tal información? Algo más detallado, como para poder calcular de qué margen estamos hablando, y saber si es un cambio significativo o no. ¿Algún otro aporte de alguien?

Gracias de nuevo!

jeje digo puede porque no estoy seguro, no he encontrado nada de este tipo asi que no te loa seguro. Un buen sitio para buscar es en Google academico, encontraras articulos,a lgunos gratuitos, pero intentare buscar con mas ahinco.