电流在导体内流动时,由于导体本身分子的不规则热运动而产生损耗,使得导体的导电能力下降。
温度降低会减小电阻,但一般金属和合金不会因温度的继续降低而使电阻变为零。而某些合金的电阻则可随着温度的下降而不断地减小,当温度降到一定值(临界温度)以下时,它的电阻突然变为零,我们把这种现象称为超导现象,具有超导现象的导体称为超导体。
超导体技术的应用前景极为广阔。目前有关它的理论和实际应用还处于研究阶段,我国在超导研究方面已处于世界先进水平。
半导体系指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如电脑、行动电话或是数位录放音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有矽、锗、砷化镓等,而矽更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。
材料的导电性是由「传导带」(conduction band)中含有的电子数量决定。当电子从「价带」(valence band)获得能量而跳跃至「导电带」时,电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的「能隙」非常小,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电,而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至导电带,所以无法导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。
半导体通过电子传导或电洞传导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似,即在电场作用下高度离子化(ionization)的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。电洞导电则是指在正离子化的材料中,原子核外由于电子缺失形成的「电洞」,在电场作用下,电洞被少数的电子补入而造成电洞移动所形成的电流(一般称为正电流)。
材料中载子(carrier)的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他「杂质」(三、五族元素)来控制。如果我们在纯矽中掺杂(doping)少许的砷或磷(最外层有五个电子),就会多出一个自由电子,这样就形成N型半导体;如果我们在纯矽中掺入少许的硼(最外层有三个电子),就反而少了一个电子,而形成一个电洞(电洞),这样就形成P型半导体(少了一个带负电荷的电子,可视为多了一个正电荷)。,参考: zh. *** /w/index?title=%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E9%AB%94&variant=zh-,
半导体( semiconductor)指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于一个极小值,可以认为电阻为零。
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现,汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。
扩展资料:
超导体基本特性:
一、完全导电性
完全导电性又称零电阻效应,指温度降低至某一温度以下,电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电,超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下,会出现交流损耗,且频率越高,损耗越大。
二、完全抗磁性
完全抗磁性又称迈斯纳效应,“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象,“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。
三、通量量子化
通量量子化又称约瑟夫森效应,指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时,电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象,即在超导体(superconductor)—绝缘体(insulator)—超导体(superconductor)结构可以产生超导电流。
参考资料来源:
百度百科—超导体
百度百科—半导体
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