超導(dǎo)體和半導(dǎo)體的區(qū)別

超導(dǎo)體和半導(dǎo)體的區(qū)別

超導(dǎo)體又稱為超導(dǎo)材料，指在某一溫度下，電阻為零的導(dǎo)體。在實(shí)驗(yàn)中，若導(dǎo)體電阻的測(cè)量值低于一個(gè)極小值，可以認(rèn)為電阻為零。半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制，范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料。

超導(dǎo)體和半導(dǎo)體的區(qū)別

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

2、用途不同，半導(dǎo)體在集成電路、通信系統(tǒng)大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用，超導(dǎo)體應(yīng)用包括超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等。

3、導(dǎo)電性能不同，超導(dǎo)體的電阻極小，半導(dǎo)體在一定情況下可以導(dǎo)電，也可以不導(dǎo)電。

超導(dǎo)體基本特性

一、完全導(dǎo)電性完全導(dǎo)電性又稱零電阻效應(yīng)，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(dǎo)電性適用于直流電，超導(dǎo)體在處于交變電流或交變磁場(chǎng)的情況下，會(huì)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(yīng)，“抗磁性”指在磁場(chǎng)強(qiáng)度低于臨界值的情況下，磁力線無(wú)法穿過(guò)超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)為零的現(xiàn)象，“完全”指降低溫度達(dá)到超導(dǎo)態(tài)、施加磁場(chǎng)兩項(xiàng)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(yīng)，指當(dāng)兩層超導(dǎo)體之間的絕緣層薄至原子尺寸時(shí)，電子對(duì)可以穿過(guò)絕緣層產(chǎn)生隧道電流的現(xiàn)象，即在超導(dǎo)體—絕緣體—超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生超導(dǎo)電流。

半導(dǎo)體的基本特性

半導(dǎo)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(xì)加工技術(shù)，還可以制成MEMS(微機(jī)械電子系統(tǒng))，應(yīng)用在電子、醫(yī)療領(lǐng)域。

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

半導(dǎo)體的四種分類方法

1、按化學(xué)成分：分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導(dǎo)體;化合物半導(dǎo)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(dǎo)體外，還有非晶態(tài)的玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)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(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲(chǔ)存器等大類，一般來(lái)說(shuō)這些還會(huì)被分成小類。

3、按應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)方法分類：按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規(guī)模進(jìn)行分類的方法。

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

超導(dǎo)體的分類方法

(1)根據(jù)材料對(duì)于磁場(chǎng)的響應(yīng)：第一類超導(dǎo)體和第二類超導(dǎo)體。從宏觀物理性能上看，第一類超導(dǎo)體只存在單一的臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度;第二類超導(dǎo)體有兩個(gè)臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度值，在兩個(gè)臨界值之間，材料允許部分磁場(chǎng)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(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)。

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

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

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

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