La differenza fondamentale tra semiconduttore e superconduttore è che i semiconduttori hanno una conduttività elettrica che si trova tra la conduttività di un conduttore e un isolante mentre i superconduttori hanno una conduttività elettrica superiore a quella del conduttore.
Un conduttore elettrico è un tipo di sostanza che permette alla corrente elettrica di fluire attraverso di essa. Semiconduttori e superconduttori sono due tipi di conduttori elettrici. Sono diversi l'uno dall' altro in base alla loro conducibilità.
Cos'è un semiconduttore?
Un semiconduttore è un tipo di conduttore che ha un valore di conducibilità compreso tra i valori di un isolante e di un conduttore. Questo significa; la conduttività elettrica di un semiconduttore è moderata rispetto a quella di un conduttore. Questi sono solitamente solidi cristallini che hanno applicazioni in vari campi come la produzione di diodi, transistor, circuiti integrati, ecc. Generalmente, la conduttività di un semiconduttore è sensibile alle illuminazioni di temperatura, ai campi magnetici, alle impurità nel materiale semiconduttore, ecc.
Ci sono materiali semiconduttori elementari che possiamo osservare nella tavola periodica. Questi elementi includono silicio (Si), germanio (Ge), stagno (Sn), selenio (Se) e tellurio (Te). Inoltre, possono esserci diversi semiconduttori contenenti due o più elementi chimici in combinazione. Ad esempio, l'arseniuro di gallio contiene gallio e arsenico. Tuttavia, il silicio puro è il semiconduttore più comune nell'industria elettrica ed è l'elemento più importante per la produzione di circuiti integrati.
Figura 01: un cristallo di silicio
Generalmente, i semiconduttori sono cristalli singoli. I loro atomi sono disposti secondo uno schema 3D. Quando si considera un cristallo di silicio, ogni atomo di silicio è circondato da altri quattro atomi di silicio. Questi atomi hanno legami chimici covalenti tra di loro. Il gap di energia tra la banda di conduzione e la banda di valenza di un cristallo di silicio è chiamato band gap. Per i semiconduttori, il gap di banda è generalmente compreso tra 0,25 e 2,5 eV.
Cos'è un superconduttore?
I superconduttori sono materiali che hanno un valore di conducibilità elettrica superiore al valore di conducibilità di un conduttore. Può essere un elemento chimico o un composto che perde drasticamente la sua resistenza elettrica quando viene raffreddato al di sotto di una certa temperatura. Pertanto, un superconduttore consente il flusso di energia elettrica senza alcuna perdita di energia. Questo flusso di energia è chiamato supercorrente. Tuttavia, è molto difficile produrre superconduttori. La temperatura alla quale questi materiali perdono la loro resistenza elettrica è chiamata temperatura critica o Tc. Tutti i materiali che conosciamo non possono trasformarsi in superconduttori al di sotto di questa temperatura. I materiali che hanno un proprio Tc possono trasformarsi in superconduttori.
Figura 02: Superconduttore
Ci sono due tipi di superconduttori come il tipo I e il tipo II. I materiali superconduttori di tipo I sono conduttori a temperatura ambiente e diventano superconduttori quando raffreddati al di sotto della loro Tc. I materiali di tipo II non sono buoni conduttori a temperatura ambiente. Si trasformano gradualmente in superconduttori dopo il raffreddamento. Il gap di banda dei superconduttori è generalmente superiore a 2,5eV.
Qual è la differenza tra semiconduttore e superconduttore?
La differenza fondamentale tra semiconduttore e superconduttore è che i semiconduttori hanno una conduttività elettrica che si trova tra la conduttività di un conduttore e un isolante mentre i superconduttori hanno una conduttività elettrica superiore a quella del conduttore. Inoltre, il gap di banda di un semiconduttore è compreso tra 0,25 e 2,5 eV mentre il gap di banda di un superconduttore è superiore a 2,5 eV.
Di seguito è riportato un riepilogo della differenza tra semiconduttore e superconduttore.
Riepilogo – Semiconduttori vs Superconduttori
Semiconduttori e superconduttori sono due tipi di conduttori elettrici. Sono diversi l'uno dall' altro in base alla loro conduttività. Il differenza fondamentale tra semiconduttore e superconduttore è quello i semiconduttori hanno una conduttività elettrica che si trova tra la conduttività di un conduttore e un isolante mentre i superconduttori hanno una conduttività elettrica superiore a quella del conduttore.
