Ključna razlika med polprevodnikom in superprevodnikom je, da imajo polprevodniki električno prevodnost, ki je med prevodnostjo prevodnika in izolatorja, medtem ko imajo superprevodniki večjo električno prevodnost od prevodnika.
Električni prevodnik je vrsta snovi, ki omogoča pretok električnega toka. Polprevodniki in superprevodniki sta dve vrsti električnih prevodnikov. Med seboj se razlikujejo po prevodnosti.
Kaj je polprevodnik?
Polprevodnik je vrsta prevodnika, katerega vrednost prevodnosti je med vrednostmi izolatorja in prevodnika. To pomeni; električna prevodnost polprevodnika je zmerna do prevodnika. To so običajno kristalne trdne snovi, ki se uporabljajo na različnih področjih, kot je proizvodnja diod, tranzistorjev, integriranih vezij itd. Na splošno je prevodnost polprevodnika občutljiva na temperaturne razsvetljave, magnetna polja, nečistoče v polprevodniškem materialu itd.
V periodnem sistemu lahko opazujemo elementarne polprevodniške materiale. Ti elementi vključujejo silicij (Si), germanij (Ge), kositer (Sn), selen (Se) in telur (Te). Poleg tega lahko obstaja več različnih polprevodnikov, ki vsebujejo dva ali več kemičnih elementov v kombinaciji. Na primer, galijev arzenid vsebuje galij in arzen. Vendar pa je čisti silicij najpogostejši polprevodnik v elektroindustriji in je najpomembnejši element za proizvodnjo integriranih vezij.
Slika 01: Silicijev kristal
Na splošno so polprevodniki monokristali. Njihovi atomi so razporejeni v 3D vzorec. Če govorimo o kristalu silicija, je vsak atom silicija obdan s štirimi drugimi atomi silicija. Ti atomi imajo med seboj kovalentne kemične vezi. Energijsko vrzel med prevodnim in valenčnim pasom silicijevega kristala imenujemo vrzel. Pri polprevodnikih je pasovna vrzel običajno med 0,25 in 2,5 eV.
Kaj je superprevodnik?
Superprevodniki so materiali, katerih vrednost električne prevodnosti je višja od vrednosti prevodnosti prevodnika. Lahko je kemični element ali spojina, ki močno izgubi svoj električni upor, ko se ohladi pod določeno temperaturo. Zato superprevodnik omogoča pretok električne energije brez izgube energije. Ta tok energije se imenuje supertok. Vendar pa je zelo težko proizvajati superprevodnike. Temperatura, pri kateri ti materiali izgubijo svoj električni upor, se imenuje kritična temperatura ali Tc. Vsi materiali, ki jih poznamo, se pod to temperaturo ne morejo spremeniti v superprevodnike. Materiali, ki imajo lastno Tc, se lahko spremenijo v superprevodnike.
Slika 02: Superprevodnik
Obstajata dve vrsti superprevodnikov, in sicer tip I in tip II. Superprevodniški materiali tipa I so prevodniki pri sobni temperaturi in postanejo superprevodniki, ko se ohladijo pod njihovo Tc. Materiali tipa II niso dobri prevodniki pri sobni temperaturi. Pri ohlajanju se postopoma spreminjajo v superprevodnike. Prepovedani pas superprevodnikov je običajno nad 2,5 eV.
Kakšna je razlika med polprevodnikom in superprevodnikom?
Ključna razlika med polprevodnikom in superprevodnikom je, da imajo polprevodniki električno prevodnost, ki je med prevodnostjo prevodnika in izolatorja, medtem ko imajo superprevodniki električno prevodnost, ki je višja od prevodnosti prevodnika. Poleg tega je pasovna vrzel polprevodnika med 0,25 in 2,5 eV, medtem ko je pasovna vrzel superprevodnika nad 2,5 eV.
Spodaj je povzetek razlik med polprevodnikom in superprevodnikom.
Povzetek – Polprevodnik proti superprevodniku
Polprevodniki in superprevodniki sta dve vrsti električnih prevodnikov. Med seboj se razlikujejo po prevodnosti. Ključna razlika med polprevodnikom in superprevodnikom je, da imajo polprevodniki električno prevodnost, ki je med prevodnostjo prevodnika in izolatorja, medtem ko imajo superprevodniki električno prevodnost, ki je višja od prevodnosti prevodnika.
