Den viktigaste skillnaden mellan halvledare och supraledare är att halvledare har en elektrisk ledningsförmåga som ligger mellan ledningsförmågan hos en ledare och en isolator, medan supraledare har en elektrisk ledningsförmåga som är högre än ledarens.
En elektrisk ledare är en typ av ämne som låter den elektriska strömmen flyta genom den. Halvledare och supraledare är två typer av elektriska ledare. De skiljer sig från varandra beroende på deras konduktivitet.
Vad är en halvledare?
En halvledare är en typ av ledare som har ett konduktivitetsvärde mellan värdena för en isolator och en ledare. Det betyder; den elektriska ledningsförmågan för en halvledare är måttlig till den för en ledare. Dessa är vanligtvis kristallina fasta ämnen som har tillämpningar inom olika områden såsom produktion av dioder, transistorer, integrerade kretsar etc. Generellt är ledningsförmågan hos en halvledare känslig för temperaturbelysningen, magnetfält, föroreningar i halvledarmaterialet etc.
Det finns elementära halvledarmaterial vi kan observera i det periodiska systemet. Dessa grundämnen inkluderar kisel (Si), germanium (Ge), tenn (Sn), selen (Se) och tellur (Te). Dessutom kan det finnas flera olika halvledare som innehåller två eller flera kemiska grundämnen i kombination. Till exempel innehåller Galliumarsenid gallium och arsenik. Rent kisel är dock den vanligaste halvledaren inom elindustrin, och det är det viktigaste elementet för produktion av integrerade kretsar.
Figur 01: En silikonkristall
I allmänhet är halvledare enkristaller. Deras atomer är ordnade i ett 3D-mönster. När man överväger en kiselkristall är varje kiselatom omgiven av fyra andra kiselatomer. Dessa atomer har kovalenta kemiska bindningar mellan sig. Energigapet mellan ledningsbandet och valensbandet hos en kiselkristall kallas bandgapet. För halvledare är bandgapet vanligtvis mellan 0,25 och 2,5 eV.
Vad är en supraledare?
Supraledare är material som har ett elektriskt konduktivitetsvärde över en ledares konduktivitetsvärde. Det kan vara ett kemiskt element eller en förening som dramatiskt förlorar sin elektriska resistans när den kyls under en viss temperatur. Därför tillåter en supraledare flödet av elektrisk energi utan någon energiförlust. Detta energiflöde kallas superström. Det är dock mycket svårt att tillverka supraledare. Temperaturen vid vilken dessa material förlorar sitt elektriska motstånd kallas den kritiska temperaturen eller Tc. Alla material vi känner kan inte förvandlas till supraledare under denna temperatur. Material som har en egen Tc kan förvandlas till supraledare.
Figur 02: Superledare
Det finns två typer av supraledare som typ I och typ II. Supraledarematerialen av typ I är ledare vid rumstemperatur och blir supraledare när de kyls under deras Tc. Typ II-material är inte bra ledare vid rumstemperatur. De omvandlas gradvis till supraledare vid kylning. Bandgapet för supraledare är vanligtvis över 2,5 eV.
Vad är skillnaden mellan halvledare och supraledare?
Nyckelskillnaden mellan halvledare och supraledare är att halvledare har en elektrisk ledningsförmåga som är mellan ledningsförmågan hos en ledare och en isolator, medan supraledare har en elektrisk ledningsförmåga som är högre än ledarens. Dessutom är bandgapet för en halvledare mellan 0,25 och 2,5 eV medan bandgapet för en supraledare är över 2,5 eV.
Nedan är en sammanfattning av skillnaden mellan halvledare och supraledare.
Sammanfattning – Semiconductor vs Superconductor
Halvledare och supraledare är två typer av elektriska ledare. De skiljer sig från varandra beroende på deras ledningsförmåga. Den viktigaste skillnaden mellan halvledare och supraledare är att halvledare har en elektrisk ledningsförmåga som ligger mellan ledningsförmågan hos en ledare och en isolator, medan supraledare har en elektrisk ledningsförmåga som är högre än ledarens.
