Sự khác biệt chính giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn là chất bán dẫn có độ dẫn điện nằm giữa độ dẫn điện của chất dẫn điện và chất cách điện trong khi chất siêu dẫn có độ dẫn điện cao hơn độ dẫn điện của chất dẫn điện.
Chất dẫn điện là một loại chất cho phép dòng điện chạy qua nó. Chất bán dẫn và chất siêu dẫn là hai loại chất dẫn điện. Chúng khác nhau tùy theo độ dẫn điện.
Chất bán dẫn là gì?
Chất bán dẫn là một loại chất dẫn điện có giá trị độ dẫn điện nằm giữa các giá trị của chất cách điện và chất dẫn điện. Điều đó có nghĩa là; độ dẫn điện của chất bán dẫn là vừa phải của chất dẫn điện. Đây thường là những chất rắn kết tinh có ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như sản xuất điốt, bóng bán dẫn, mạch tích hợp, … Nói chung, độ dẫn điện của chất bán dẫn nhạy cảm với nhiệt độ chiếu sáng, từ trường, tạp chất trong vật liệu bán dẫn, v.v.
Có những vật liệu bán dẫn nguyên tố mà chúng ta có thể quan sát trong bảng tuần hoàn. Những nguyên tố này bao gồm silic (Si), gecmani (Ge), thiếc (Sn), selen (Se) và Tellurium (Te). Hơn nữa, có thể có nhiều chất bán dẫn khác nhau chứa hai hoặc nhiều nguyên tố hóa học kết hợp với nhau. Ví dụ, arsenide Gallium chứa gallium và asen. Tuy nhiên, silicon nguyên chất là chất bán dẫn phổ biến nhất trong ngành điện và nó là nguyên tố quan trọng nhất để sản xuất mạch tích hợp.
Hình 01: Tinh thể Silicon
Nói chung, chất bán dẫn là đơn tinh thể. Các nguyên tử của chúng được sắp xếp theo mô hình 3D. Khi xem xét một tinh thể silicon, mỗi nguyên tử silicon được bao quanh bởi bốn nguyên tử silicon khác. Các nguyên tử này có liên kết hóa học cộng hóa trị giữa chúng. Khoảng trống năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hóa trị của tinh thể silic được gọi là vùng cấm. Đối với chất bán dẫn, độ rộng vùng cấm thường từ 0,25 đến 2,5 eV.
Chất siêu dẫn là gì?
Chất siêu dẫn là vật liệu có giá trị độ dẫn điện cao hơn giá trị độ dẫn điện của vật dẫn điện. Nó có thể là một nguyên tố hóa học hoặc một hợp chất bị mất điện trở đột ngột khi được làm lạnh dưới một nhiệt độ nhất định. Do đó, một chất siêu dẫn cho phép dòng năng lượng điện mà không có bất kỳ tổn thất năng lượng nào. Dòng năng lượng này được gọi là siêu dòng. Tuy nhiên, rất khó sản xuất chất siêu dẫn. Nhiệt độ mà tại đó các vật liệu này mất điện trở được gọi là nhiệt độ tới hạn hoặc Tc. Tất cả các vật liệu chúng ta biết không thể biến thành chất siêu dẫn dưới nhiệt độ này. Vật liệu có Tc của riêng chúng có thể biến thành chất siêu dẫn.
Hình 02: Chất siêu dẫn
Có hai loại chất siêu dẫn là loại I và loại II. Vật liệu siêu dẫn loại I là chất dẫn điện ở nhiệt độ phòng và trở thành chất siêu dẫn khi được làm lạnh dưới Tc của chúng. Vật liệu loại II không dẫn điện tốt ở nhiệt độ phòng. Chúng dần dần biến đổi thành chất siêu dẫn khi nguội đi. Độ rộng vùng cấm của chất siêu dẫn thường trên 2,5eV.
Sự khác biệt giữa Chất bán dẫn và Chất siêu dẫn là gì?
Sự khác biệt chính giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn là chất bán dẫn có độ dẫn điện nằm giữa độ dẫn điện của chất dẫn điện và chất cách điện trong khi chất siêu dẫn có độ dẫn điện cao hơn độ dẫn điện của chất dẫn điện. Hơn nữa, độ rộng vùng cấm của chất bán dẫn là từ 0,25 đến 2,5 eV trong khi độ rộng vùng cấm của chất siêu dẫn là trên 2,5 eV.
Dưới đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn.
Tóm tắt - Bán dẫn và Siêu dẫn
Chất bán dẫn và chất siêu dẫn là hai loại chất dẫn điện. Chúng khác nhau tùy theo độ dẫn điện. Sự khác biệt chính giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn là chất bán dẫn có độ dẫn điện nằm giữa độ dẫn điện của chất dẫn điện và chất cách điện trong khi chất siêu dẫn có độ dẫn điện cao hơn độ dẫn điện của chất dẫn điện.
