ARSENIETO DE GALIO

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2.2 Características do gálio

O gálio é um elemento químico de símbolo Ga , de número atômico 31 ( 31 prótons e 31 elétrons e de massa atômica igual a 69,7 uma. É um metal pertencente ao grupo 13 ( 3A ) da classificação periódica dos elementos. À temperatura ambiente encontra-se no estado líquido. Foi descoberto em 1875 por Lecoq de Boisbaudran. Na forma metálica é utilizado para a produção de espelhos, ligas metálicas de baixos pontos de fusão e termômetro. O seu composto arsenieto de gálio é empregado na produção de circuitos integrados e diodos. O gálio é um metal mole, grisáceo no estado líquido e prateado brilhante ao solidificar, Quando sólido desagrega a baixas temperaturas pois funde ao redor da temperatura ambiente ( como o césio , mercúrio e rubídio ), inclusive quando colocado nas mãos, devido ao seu baixo ponto de fusão ( 28,76 ºC ). A faixa de temperatura na qual permanece no estado líquido é um dos mais altos entre os metais ( 2174ºC separam seus pontos de fusão e ebulição ) e sua pressão de vapor é baixa mesmo a altas temperaturas. O gálio se expande aproximadamente 3,1% ao solidificar e flota no seu líquido do mesmo modo que o gelo na água. Apresenta uma forte tendência a permanecer no estado líquido abaixo do seu ponto de fusão, sendo necessário um grão ( pequeno sólido adicionado ao líquido ) para ocorrer a solidificação. A cristalização não produz nenhuma das estruturas cristalinas simples. A fase estável nas condições normais é ortorrômbica com 8 átomos em cada célula unitária, na qual cada átomo apresenta um único átomo na vizinhança a uma distância de 2,4 Å, e com demais seis a 2,83 Å. Nesta estrutura a ligação química formada entre os átomos mais próximos é do tipo covalente sendo a molécula Ga2 a que realmente forma o retículo cristalino. Em outras condições de pressão e temperatura se tem encontrado numerosas fases estáveis e metaestáveis diferentes. O gálio corroi outros metais quando se difunde em suas redes cristalinas.

- Características do Arsenieto de Gálio

O metal arsenieto de gálio consiste de uma estrutura cristalina cúbica de face centrada. A estrutura do arsenieto de gálio pode ser observada na figura 1 baixo. Os átomos de gálio são os representados em preto e os átomos de arsênio são os que estão representados em vermelho. A composição do arsenieto de gálio constitui de 14 átomos de gálio e 4 átomos de arsênio.

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Figura 1 : estrutura cristalina do arsenieto de gálio.

Os átomos de arsênio possuem uma predisposição maior de doarem elétrons e assim tornarem eletropositivos. Existem átomos intermediários de gálio que possuem uma resultante vetorial nula em função da disposição dos átomos de Ga e As.

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Figura 2: peso atômico e eletro negatividade.

Podemos considerar uma infinidade de formas em que este plano é constituído, podendo os mesmos átomos de arsênio ou gálio serem substituídos por outros metais, tais como o magnésio, alumínio ou fósforo o que confere outras propriedades como aumento ou diminuição da permeabilidade magnética, estabilidade térmica, baixos consumos ou ainda armazenamento de estado físico sem a necessidade de consumo de energia.

- Aplicações

Dentre as aplicações do GaAs, esta é uma que merece uma atenção especial frente a conjugação das propriedades fotoelétricos e magnético do GaAs. Quando se aplica em um semicondutor um substrato de GaAs associado a outros metais, podemos ter diversas configurações de componentes eletrônicos para o ramo industrial, como:

- Aumentos no processamento de dados de computadores.

Com o Arsenieto de Gálio iremos aumentar a capacidade de processamento de computadores, aliando sua alta performance com a tecnologia spintrônica, com isso iremos converter o calor dos processadores em mais capacidade de processamento, esse método está sendo desenvolvido por cientistas da Universidade Tohoku, no Japão.

Consiste em adicionar o Manganês ao Arsenieto de Gálio, fazendo com que o mesmo crie uma capacidade eletromagnética no sistema.

Esse calor convertido somado a propriedade eletromagnética será capaz de polarizar os elétrons, ou seja, quando os elétrons estiverem girando para esquerda geram código binário 0, para direita 1, mantendo o sistema totalmente carregado o tempo todo, mudando totalmente a estrutura atual de processamento que hoje consiste em 0 sem carga e 1 carregado.

- Painéis Fotovoltaicos.

Os painéis fotovoltaicos de Arsenieto de gálio alcançam 33,9% de eficiência, a sua fabricação tem como objetivo a captura de luz solar concentrada sem necessidades de equipamentos caros de arrefecimento, esse modo é o mais eficiente do mundo.

Ele é melhor para absorver a radiação solar que o silício, e utiliza uma menor quantidade de material semicondutor.

Os modelos convencionais requerem sistemas óticos de refrigeração ou de segmentos, que faz ter um custo elevado, mais com as novas células são inerentemente mais eficaz a dissipar calor tornando por isso mais barato.

As células a base de silício absorvem de forma eficiente da banda estreita solar, as novas células são constituídas de três camadas do arsenieto de gálio, todas elas alteradas para converter uma parte diferente do calor em energia elétrica.

- Laser terapêuticos.

Emissão de luz monocromática, com um único comprimento de onda. Possui grande concentração de energia por possuir fótons direcionados em um só sentido. Promove alterações físicas e biológicas que resultam em vários efeitos. Para nós os efeitos terapêuticos mais importantes são os bioestimulantes.

O laser AsGa, tem sido amplamente usado no tratamento fisioterapêutico de lesões musculo-esqueléticas e desportivas.

Efeitos terapêuticos do Laser:

- Analgesia : Efeito muito discutido dentro da laserterapia;

- Anti- Inflamatório;

- Estimulação da cicatrização (devido principalmente ao estimulo para a divisão celular)

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