La diferència clau entre semiconductor i superconductor és que els semiconductors tenen una conductivitat elèctrica que es troba entre la conductivitat d'un conductor i un aïllant, mentre que els superconductors tenen una conductivitat elèctrica superior a la del conductor.
Un conductor elèctric és un tipus de substància que permet que el corrent elèctric hi circuli. Els semiconductors i els superconductors són dos tipus de conductors elèctrics. Són diferents entre si segons la seva conductivitat.
Què és un semiconductor?
Un semiconductor és un tipus de conductor que té un valor de conductivitat entre els valors d'un aïllant i d'un conductor. Això significa; la conductivitat elèctrica d'un semiconductor és moderada a la d'un conductor. Aquests solen ser sòlids cristal·lins que tenen aplicacions en diversos camps com la producció de díodes, transistors, circuits integrats, etc. Generalment, la conductivitat d'un semiconductor és sensible a les il·luminació de temperatura, camps magnètics, impureses en el material semiconductor, etc.
Hi ha materials semiconductors elementals que podem observar a la taula periòdica. Aquests elements inclouen silici (Si), germani (Ge), estany (Sn), seleni (Se) i tel·luri (Te). A més, hi pot haver diversos semiconductors diferents que contenen dos o més elements químics en combinació. Per exemple, l'arsenur de gal·li conté gal·li i arsènic. Tanmateix, el silici pur és el semiconductor més comú a la indústria elèctrica i és l'element més important per a la producció de circuits integrats.
Figura 01: un cristall de silici
En general, els semiconductors són cristalls senzills. Els seus àtoms estan disposats en un patró 3D. Quan es considera un cristall de silici, cada àtom de silici està envoltat per altres quatre àtoms de silici. Aquests àtoms tenen enllaços químics covalents entre ells. La bretxa d'energia entre la banda de conducció i la banda de valència d'un cristall de silici s'anomena banda gap. Per als semiconductors, la bretxa de banda sol ser d'entre 0,25 i 2,5 eV.
Què és un superconductor?
Els superconductors són materials que tenen un valor de conductivitat elèctrica per sobre del valor de conductivitat d'un conductor. Pot ser un element químic o un compost que perd dràsticament la seva resistència elèctrica quan es refreda per sota d'una determinada temperatura. Per tant, un superconductor permet el flux d'energia elèctrica sense cap pèrdua d'energia. Aquest flux d'energia s'anomena supercorrent. Tanmateix, és molt difícil produir superconductors. La temperatura a la qual aquests materials perden la seva resistència elèctrica s'anomena temperatura crítica o Tc. Tots els materials que coneixem no poden convertir-se en superconductors per sota d'aquesta temperatura. Els materials que tenen un Tc propi es poden convertir en superconductors.
Figura 02: Superconductor
Hi ha dos tipus de superconductors com el tipus I i el tipus II. Els materials superconductors de tipus I són conductors a temperatura ambient i es converteixen en superconductors quan es refreden per sota del seu Tc. Els materials de tipus II no són bons conductors a temperatura ambient. Es transformen gradualment en superconductors en refredar-se. L'interval de banda dels superconductors sol ser superior a 2,5 eV.
Quina diferència hi ha entre semiconductors i superconductors?
La diferència clau entre semiconductors i superconductors és que els semiconductors tenen una conductivitat elèctrica que es troba entre la conductivitat d'un conductor i un aïllant, mentre que els superconductors tenen una conductivitat elèctrica més alta que la del conductor. A més, la bretxa de banda d'un semiconductor està entre 0,25 i 2,5 eV mentre que la bretxa de banda d'un superconductor està per sobre de 2,5 eV.
A continuació hi ha un resum de la diferència entre semiconductor i superconductor.
Resum: Semiconductor vs Superconductor
Els semiconductors i els superconductors són dos tipus de conductors elèctrics. Són diferents entre si segons la seva conductivitat. La diferència clau entre semiconductors i superconductors és que els semiconductors tenen una conductivitat elèctrica que es troba entre la conductivitat d'un conductor i un aïllant, mentre que els superconductors tenen una conductivitat elèctrica més alta que la del conductor.
