Ключевое различие между полупроводником и сверхпроводником заключается в том, что полупроводники имеют электрическую проводимость, которая находится между проводимостью проводника и изолятора, тогда как сверхпроводники имеют электрическую проводимость выше, чем у проводника.
Электрический проводник - это тип вещества, позволяющего электрическому току течь через него. Полупроводники и сверхпроводники - это два типа электрических проводников. Они отличаются друг от друга своей проводимостью.
Что такое полупроводник?
Полупроводник - это тип проводника, который имеет значение проводимости между значениями изолятора и проводника. Это означает; электропроводность полупроводника ниже, чем у проводника. Обычно это кристаллические твердые вещества, которые находят применение в различных областях, таких как производство диодов, транзисторов, интегральных схем и т. д. Как правило, проводимость полупроводника чувствительна к температурному освещению, магнитным полям, примесям в полупроводниковом материале и т. д.
Есть элементарные полупроводниковые материалы, которые мы можем наблюдать в периодической таблице. Эти элементы включают кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), селен (Se) и теллур (Te). Кроме того, могут быть различные полупроводники, содержащие два или более химических элемента в комбинации. Например, арсенид галлия содержит галлий и мышьяк. Однако чистый кремний является наиболее распространенным полупроводником в электротехнической промышленности и важнейшим элементом для производства интегральных схем.
Рисунок 01: Кремниевый кристалл
Как правило, полупроводники представляют собой монокристаллы. Их атомы расположены в трехмерном узоре. При рассмотрении кристалла кремния каждый атом кремния окружен четырьмя другими атомами кремния. Эти атомы имеют ковалентные химические связи между собой. Энергетическая щель между зоной проводимости и валентной зоной кристалла кремния называется запрещенной зоной. Для полупроводников ширина запрещенной зоны обычно составляет от 0,25 до 2,5 эВ.
Что такое сверхпроводник?
Сверхпроводники - это материалы, у которых значение электропроводности выше значения проводимости проводника. Это может быть химический элемент или соединение, резко теряющее электрическое сопротивление при охлаждении ниже определенной температуры. Следовательно, сверхпроводник позволяет передавать электрическую энергию без каких-либо потерь энергии. Этот поток энергии называется сверхтоком. Однако производить сверхпроводники очень сложно. Температура, при которой эти материалы теряют свое электрическое сопротивление, называется критической температурой или Tc. Все известные нам материалы не могут превратиться в сверхпроводники ниже этой температуры. Материалы, имеющие собственную Tc, могут превращаться в сверхпроводники.
Рисунок 02: Сверхпроводник
Существуют два типа сверхпроводников: тип I и тип II. Сверхпроводники типа I являются проводниками при комнатной температуре и становятся сверхпроводниками при охлаждении ниже их Tc. Материалы типа II не являются хорошими проводниками при комнатной температуре. Они постепенно превращаются в сверхпроводники при охлаждении. Ширина запрещенной зоны сверхпроводников обычно превышает 2,5 эВ.
В чем разница между полупроводником и сверхпроводником?
Ключевое различие между полупроводником и сверхпроводником заключается в том, что полупроводники имеют электрическую проводимость, которая находится между проводимостью проводника и изолятора, тогда как сверхпроводники имеют электрическую проводимость выше, чем у проводника. Кроме того, ширина запрещенной зоны полупроводника составляет от 0,25 до 2,5 эВ, а ширина запрещенной зоны сверхпроводника превышает 2,5 эВ.
Ниже приводится краткая информация о разнице между полупроводником и сверхпроводником.
Резюме – Полупроводник против сверхпроводника
Полупроводники и сверхпроводники - это два типа электрических проводников. Они отличаются друг от друга по своей проводимости. Ключевое различие между полупроводником и сверхпроводником заключается в том, что полупроводники имеют электрическую проводимость, которая находится между проводимостью проводника и изолятора, тогда как сверхпроводники имеют электрическую проводимость выше, чем у проводника.
