الفرق الرئيسي بين أشباه الموصلات والموصل الفائق هو أن أشباه الموصلات لها موصلية كهربائية بين موصلية الموصل والعازل بينما الموصلات الفائقة لها موصلية كهربائية أعلى من الموصل.
الموصل الكهربائي هو نوع من المواد التي تسمح للتيار الكهربائي بالتدفق خلاله. أشباه الموصلات والموصلات الفائقة نوعان من الموصلات الكهربائية. يختلفون عن بعضهم البعض حسب الموصلية.
ما هي اشباه الموصلات؟
أشباه الموصلات هي نوع من الموصلات التي لها قيمة موصلية بين قيم العازل والموصل.هذا يعني؛ الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات معتدلة إلى تلك الخاصة بالموصل. عادة ما تكون هذه المواد الصلبة البلورية لها تطبيقات في مجالات مختلفة مثل إنتاج الثنائيات ، والترانزستورات ، والدوائر المتكاملة ، وما إلى ذلك. بشكل عام ، تكون موصلية أشباه الموصلات حساسة لإضاءة درجة الحرارة ، والمجالات المغناطيسية ، والشوائب في مادة أشباه الموصلات ، وما إلى ذلك.
هناك مواد شبه موصلة عنصرية يمكننا ملاحظتها في الجدول الدوري. تشمل هذه العناصر السيليكون (Si) والجرمانيوم (Ge) والقصدير (Sn) والسيلينيوم (Se) والتيلوريوم (Te). علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون هناك العديد من أشباه الموصلات المختلفة التي تحتوي على عنصرين كيميائيين أو أكثر معًا. على سبيل المثال ، يحتوي زرنيخيد الغاليوم على الغاليوم والزرنيخ. ومع ذلك ، فإن السيليكون النقي هو أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا في الصناعة الكهربائية ، وهو أهم عنصر لإنتاج الدوائر المتكاملة.
الشكل 01: بلورة السيليكون
بشكل عام ، أشباه الموصلات عبارة عن بلورات مفردة. ذراتهم مرتبة في نمط ثلاثي الأبعاد. عند التفكير في بلورة السيليكون ، فإن كل ذرة سيليكون محاطة بأربع ذرات سيليكون أخرى. هذه الذرات لها روابط كيميائية تساهمية بينها. تسمى فجوة الطاقة بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ لبلورة السيليكون فجوة النطاق. بالنسبة لأشباه الموصلات ، تتراوح فجوة النطاق عادة بين 0.25 إلى 2.5 فولت.
ما هو الموصل الفائق؟
الموصلات الفائقة هي مواد لها قيمة توصيل كهربائي أعلى من قيمة الموصلية الكهربائية للموصل. يمكن أن يكون عنصرًا كيميائيًا أو مركبًا يفقد مقاومته الكهربائية بشكل كبير عند تبريده تحت درجة حرارة معينة.لذلك ، يسمح الموصل الفائق بتدفق الطاقة الكهربائية دون أي فقد للطاقة. يسمى تدفق الطاقة هذا التيار الفائق. ومع ذلك ، من الصعب جدًا إنتاج موصلات فائقة. تسمى درجة الحرارة التي تفقد عندها هذه المواد مقاومتها الكهربائية درجة الحرارة الحرجة أو Tc. كل المواد التي نعرفها لا يمكن أن تتحول إلى موصلات فائقة تحت درجة الحرارة هذه. يمكن أن تتحول المواد التي تحتوي على Tc خاصة بها إلى موصلات فائقة.
الشكل 02: الموصل الفائق
هناك نوعان من الموصلات الفائقة مثل النوع الأول والنوع الثاني.المواد فائقة التوصيل من النوع الأول هي موصلات في درجة حرارة الغرفة وتصبح موصلات فائقة عند تبريدها بدرجة حرارة أقل من Tc. مواد النوع الثاني ليست موصلات جيدة في درجة حرارة الغرفة. تتحول تدريجياً إلى موصلات فائقة عند التبريد. عادة ما تكون فجوة النطاق للموصلات الفائقة أعلى من 2.5eV.
ما هو الفرق بين أشباه الموصلات والموصلات الفائقة؟
الفرق الرئيسي بين أشباه الموصلات والموصل الفائق هو أن أشباه الموصلات لها موصلية كهربائية بين موصلية الموصل والعازل بينما الموصلات الفائقة لها موصلية كهربائية أعلى من الموصل. علاوة على ذلك ، فإن فجوة النطاق لأشباه الموصلات تتراوح بين 0.25 و 2.5 فولت بينما تكون فجوة النطاق للموصل الفائق أعلى من 2.5 فولت.
أدناه ملخص للاختلاف بين أشباه الموصلات والموصلات الفائقة.
ملخص - أشباه الموصلات مقابل الموصل الفائق
أشباه الموصلات والموصلات الفائقة نوعان من الموصلات الكهربائية. هم مختلفون عن بعضهم البعض حسب الموصلية. الفرق الرئيسي بين أشباه الموصلات والموصل الفائق هو أن أشباه الموصلات لها موصلية كهربائية بين موصلية الموصل والعازل بينما الموصلات الفائقة لها موصلية كهربائية أعلى من الموصل.
