超导体和半导体的区别
超导体又称为超导材料,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。
超导体和半导体的区别
1、范围不同,半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。超导体指在某一温度下,电阻为零的导体。
2、用途不同,半导体在集成电路、通信系统大功率电源转换等领域应用,超导体应用包括超导发电、输电和储能、超导计算机等。
3、导电性能不同,超导体的电阻极小,半导体在一定情况下可以导电,也可以不导电。
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、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。
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—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。
半导体的基本特性
半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外,还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术,还可以制成MEMS(微机械电子系统),应用在电子、医疗领域。
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。通过掺入杂质来改变其导电性能,人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。
半导体的四种分类方法
1、按化学成分:分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、氧化物,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
2、按制造技术:分为集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。
3、按应用领域、设计方法分类:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。
4、按所处理的信号:可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
超导体的分类方法
(1)根据材料对于磁场的响应:第一类超导体和第二类超导体。从宏观物理性能上看,第一类超导体只存在单一的临界磁场强度;第二类超导体有两个临界磁场强度值,在两个临界值之间,材料允许部分磁场穿透材料。从理论上看,如上文“理论解释”中的GL理论所言,参数κ是划分两类超导体的标准。
在已发现的元素超导体中,第一类超导体占大多数,只有钒、铌、锝属于属于第二类超导体;但很多合金超导体和化合物超导体都属于第二类超导体。 [6]
(2)根据解释理论:传统超导体(可以用BCS理论或其推论解释)和非传统超导体(不能用BCS理论解释)。
(3)根据临界温度:高温超导体和低温超导体。高温超导体通常指临界温度高于液氮温度(大于77K)的超导体,低温超导体通常指临界温度低于液氮温度(小于77K)的超导体。
(4)根据材料类型:元素超导体(如铅和水银)、合金超导体(如铌钛合金)、氧化物超导体(如钇钡铜氧化物)、有机超导体(如碳纳米管)。