Kluczowa różnica między półprzewodnikiem a nadprzewodnikiem polega na tym, że półprzewodniki mają przewodność elektryczną, która jest pomiędzy przewodnictwem a izolatorem, podczas gdy nadprzewodniki mają przewodność elektryczną wyższą niż przewodnika.
Przewód elektryczny to rodzaj substancji, która umożliwia przepływ prądu elektrycznego. Półprzewodniki i nadprzewodniki to dwa rodzaje przewodników elektrycznych. Różnią się one od siebie przewodnością.
Co to jest półprzewodnik?
Półprzewodnik to rodzaj przewodnika, którego wartość przewodnictwa jest pomiędzy wartościami izolatora i przewodnika. To znaczy; przewodność elektryczna półprzewodnika jest umiarkowana w stosunku do przewodnika. Są to zazwyczaj krystaliczne ciała stałe, które mają zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak produkcja diod, tranzystorów, układów scalonych itp. Generalnie przewodnictwo półprzewodnika jest wrażliwe na oświetlenie temperaturowe, pola magnetyczne, zanieczyszczenia w materiale półprzewodnikowym itp.
Istnieją pierwiastkowe materiały półprzewodnikowe, które możemy zaobserwować w układzie okresowym. Te pierwiastki obejmują krzem (Si), german (Ge), cynę (Sn), selen (Se) i tellur (Te). Ponadto mogą istnieć różne półprzewodniki zawierające w połączeniu dwa lub więcej pierwiastków chemicznych. Na przykład arsenek galu zawiera gal i arsen. Jednak czysty krzem jest najpopularniejszym półprzewodnikiem w przemyśle elektrycznym i jest najważniejszym elementem do produkcji układów scalonych.
Rysunek 01: Kryształ krzemu
Zazwyczaj półprzewodniki to monokryształy. Ich atomy są ułożone we wzór 3D. Rozważając kryształ krzemu, każdy atom krzemu jest otoczony czterema innymi atomami krzemu. Atomy te mają między sobą kowalencyjne wiązania chemiczne. Przerwa energetyczna między pasmem przewodnictwa a pasmem walencyjnym kryształu krzemu nazywana jest przerwą wzbronioną. W przypadku półprzewodników pasmo zabronione wynosi zwykle od 0,25 do 2,5 eV.
Co to jest nadprzewodnik?
Nadprzewodniki to materiały, których wartość przewodnictwa elektrycznego jest wyższa od wartości przewodnictwa przewodnika. Może to być pierwiastek chemiczny lub związek, który dramatycznie traci swoją oporność elektryczną po schłodzeniu poniżej określonej temperatury. Dlatego nadprzewodnik umożliwia przepływ energii elektrycznej bez strat energii. Ten przepływ energii nazywa się superprądem. Jednak bardzo trudno jest wyprodukować nadprzewodniki. Temperatura, w której te materiały tracą swoją rezystancję elektryczną, nazywana jest temperaturą krytyczną lub Tc. Wszystkie znane nam materiały nie mogą zamienić się w nadprzewodniki poniżej tej temperatury. Materiały posiadające własną Tc mogą zamienić się w nadprzewodniki.
Rysunek 02: Nadprzewodnik
Istnieją dwa rodzaje nadprzewodników: typ I i typ II. Materiały nadprzewodnikowe typu I są przewodnikami w temperaturze pokojowej i stają się nadprzewodnikami po schłodzeniu poniżej ich Tc. Materiały typu II nie są dobrymi przewodnikami w temperaturze pokojowej. Po schłodzeniu stopniowo przekształcają się w nadprzewodniki. Pasmo zabronione nadprzewodników jest zwykle powyżej 2,5 eV.
Jaka jest różnica między półprzewodnikiem a nadprzewodnikiem?
Kluczowa różnica między półprzewodnikiem a nadprzewodnikiem polega na tym, że półprzewodniki mają przewodność elektryczną, która jest pomiędzy przewodnictwem a izolatorem, podczas gdy nadprzewodniki mają przewodność elektryczną wyższą niż przewodnika. Co więcej, pasmo zabronione półprzewodnika wynosi od 0,25 do 2,5 eV, podczas gdy pasmo zabronione nadprzewodnika wynosi powyżej 2,5 eV.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między półprzewodnikiem a nadprzewodnikiem.
Podsumowanie – Półprzewodnik a nadprzewodnik
Półprzewodniki i nadprzewodniki to dwa rodzaje przewodników elektrycznych. Różnią się od siebie przewodnością. Kluczowa różnica między półprzewodnikiem a nadprzewodnikiem polega na tym, że półprzewodniki mają przewodność elektryczną, która jest między przewodnością przewodnika a izolatorem, podczas gdy nadprzewodniki mają przewodność elektryczną wyższą niż przewodnika.
