超導體和半導體的區(qū)別

超導體和半導體的區(qū)別

超導體又稱為超導材料，指在某一溫度下，電阻為零的導體。在實驗中，若導體電阻的測量值低于一個極小值，可以認為電阻為零。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。

超導體和半導體的區(qū)別

1、范圍不同，半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。超導體指在某一溫度下，電阻為零的導體。

2、用途不同，半導體在集成電路、通信系統(tǒng)大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應用，超導體應用包括超導發(fā)電、輸電和儲能、超導計算機等。

3、導電性能不同，超導體的電阻極小，半導體在一定情況下可以導電，也可以不導電。

超導體基本特性

一、完全導電性完全導電性又稱零電阻效應，指溫度降低至某一溫度以下，電阻突然消失的現(xiàn)象。完全導電性適用于直流電，超導體在處于交變電流或交變磁場的情況下，會出現(xiàn)交流損耗，且頻率越高，損耗越大。

二、完全抗磁性完全抗磁性又稱邁斯納效應，“抗磁性”指在磁場強度低于臨界值的情況下，磁力線無法穿過超導體，超導體內(nèi)部磁場為零的現(xiàn)象，“完全”指降低溫度達到超導態(tài)、施加磁場兩項操作的順序可以顛倒。

三、通量量子化通量量子化又稱約瑟夫森效應，指當兩層超導體之間的絕緣層薄至原子尺寸時，電子對可以穿過絕緣層產(chǎn)生隧道電流的現(xiàn)象，即在超導體—絕緣體—超導體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生超導電流。

半導體的基本特性

半導體材料除了用于制造大規(guī)模集成電路之外，還可以用于功率器件、光電器件、壓力傳感器、熱電制冷等用途;利用微電子的超微細加工技術(shù)，還可以制成MEMS(微機械電子系統(tǒng))，應用在電子、醫(yī)療領(lǐng)域。

半導體是指導電性能介于導體和絕緣體之間的材料。通過摻入雜質(zhì)來改變其導電性能，人為控制它導電或者不導電以及導電的容易程度。

半導體的四種分類方法

1、按化學成分：分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括第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族化合物組成的固溶體。除上述晶態(tài)半導體外，還有非晶態(tài)的玻璃半導體、有機半導體等。

2、按制造技術(shù)：分為集成電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。

3、按應用領(lǐng)域、設計方法分類：按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規(guī)模進行分類的方法。

4、按所處理的信號：可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進行分類的方法。

超導體的分類方法

(1)根據(jù)材料對于磁場的響應：第一類超導體和第二類超導體。從宏觀物理性能上看，第一類超導體只存在單一的臨界磁場強度;第二類超導體有兩個臨界磁場強度值，在兩個臨界值之間，材料允許部分磁場穿透材料。從理論上看，如上文“理論解釋”中的GL理論所言，參數(shù)κ是劃分兩類超導體的標準。

在已發(fā)現(xiàn)的元素超導體中，第一類超導體占大多數(shù)，只有釩、鈮、锝屬于屬于第二類超導體;但很多合金超導體和化合物超導體都屬于第二類超導體。 [6]

(2)根據(jù)解釋理論：傳統(tǒng)超導體(可以用BCS理論或其推論解釋)和非傳統(tǒng)超導體(不能用BCS理論解釋)。

(3)根據(jù)臨界溫度：高溫超導體和低溫超導體。高溫超導體通常指臨界溫度高于液氮溫度(大于77K)的超導體，低溫超導體通常指臨界溫度低于液氮溫度(小于77K)的超導體。

(4)根據(jù)材料類型：元素超導體(如鉛和水銀)、合金超導體(如鈮鈦合金)、氧化物超導體(如釔鋇銅氧化物)、有機超導體(如碳納米管)。