Nøgleforskellen mellem halvleder og superleder er, at halvledere har en elektrisk ledningsevne, der er mellem ledningsevnen af en leder og en isolator, hvorimod superledere har en elektrisk ledningsevne, der er højere end lederens.
En elektrisk leder er en type stof, der tillader den elektriske strøm at strømme gennem den. Halvledere og superledere er to typer elektriske ledere. De er forskellige i forhold til deres ledningsevne.
Hvad er en halvleder?
En halvleder er en ledertype, som har en konduktivitetsværdi mellem værdierne af en isolator og en leder. Det betyder; den elektriske ledningsevne af en halvleder er moderat til en leders. Disse er norm alt krystallinske faste stoffer, der har anvendelser inden for forskellige områder såsom produktion af dioder, transistorer, integrerede kredsløb osv. Generelt er en halvleders ledningsevne følsom over for temperaturbelysningerne, magnetfelterne, urenheder i halvledermaterialet osv.
Der er elementære halvledermaterialer, vi kan observere i det periodiske system. Disse elementer omfatter silicium (Si), germanium (Ge), tin (Sn), selen (Se) og tellur (Te). Desuden kan der være forskellige halvledere, der indeholder to eller flere kemiske grundstoffer i kombination. For eksempel indeholder Galliumarsenid gallium og arsen. Rent silicium er dog den mest almindelige halvleder i den elektriske industri, og det er det vigtigste element til produktion af integrerede kredsløb.
Figur 01: En siliciumkrystal
Generelt er halvledere enkeltkrystaller. Deres atomer er arrangeret i et 3D-mønster. Når man betragter en siliciumkrystal, er hvert siliciumatom omgivet af fire andre siliciumatomer. Disse atomer har kovalente kemiske bindinger mellem dem. Energigabet mellem ledningsbåndet og valensbåndet af en siliciumkrystal kaldes båndgabet. For halvledere er båndgabet norm alt mellem 0,25 og 2,5 eV.
Hvad er en superleder?
Superledere er materialer, der har en elektrisk ledningsevneværdi over en leders ledningsevneværdi. Det kan være et kemisk grundstof eller en forbindelse, der dramatisk mister sin elektriske modstand, når den afkøles under en bestemt temperatur. Derfor tillader en superleder strømmen af elektrisk energi uden energitab. Denne energistrøm kaldes superstrøm. Det er dog meget svært at producere superledere. Den temperatur, ved hvilken disse materialer mister deres elektriske modstand, kaldes den kritiske temperatur eller Tc. Alle de materialer, vi kender, kan ikke blive til superledere under denne temperatur. Materialer med deres egen Tc kan blive til superledere.
Figur 02: Superleder
Der er to typer superledere som type I og type II. Type I-superledermaterialerne er ledere ved stuetemperatur og bliver superledere, når de afkøles under deres Tc. Type II-materialer er ikke gode ledere ved stuetemperatur. De omdannes gradvist til superledere ved afkøling. Båndgabet for superledere er norm alt over 2,5 eV.
Hvad er forskellen mellem halvleder og superleder?
Nøgleforskellen mellem halvleder og superleder er, at halvledere har en elektrisk ledningsevne, der er mellem ledningsevnen af en leder og en isolator, hvorimod superledere har en elektrisk ledningsevne, der er højere end lederens. Desuden er båndgabet for en halvleder mellem 0,25 og 2,5 eV, mens båndgabet for en superleder er over 2,5 eV.
Nedenfor er en oversigt over forskellen mellem halvleder og superleder.
Oversigt – Semiconductor vs Superconductor
Halvledere og superledere er to typer elektriske ledere. De er forskellige fra hinanden i henhold til deres ledningsevne. Den vigtigste forskel mellem halvleder og superleder er, at halvledere har en elektrisk ledningsevne, der er mellem ledningsevnen af en leder og en isolator, hvorimod superledere har en elektrisk ledningsevne, der er højere end lederens.
