Het belangrijkste verschil tussen halfgeleider en supergeleider is dat halfgeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die tussen de geleidbaarheid van een geleider en een isolator ligt, terwijl supergeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die hoger is dan die van de geleider.
Een elektrische geleider is een soort stof waardoor de elektrische stroom er doorheen kan stromen. Halfgeleiders en supergeleiders zijn twee soorten elektrische geleiders. Ze verschillen van elkaar door hun geleidbaarheid.
Wat is een halfgeleider?
Een halfgeleider is een type geleider met een geleidbaarheidswaarde tussen de waarden van een isolator en een geleider. Dat betekent; de elektrische geleidbaarheid van een halfgeleider is matig tot die van een geleider. Dit zijn meestal kristallijne vaste stoffen die toepassingen hebben op verschillende gebieden, zoals de productie van diodes, transistors, geïntegreerde schakelingen, enz. Over het algemeen is de geleidbaarheid van een halfgeleider gevoelig voor temperatuurverlichting, magnetische velden, onzuiverheden in het halfgeleidermateriaal, enz.
Er zijn elementaire halfgeleidermaterialen die we in het periodiek systeem kunnen waarnemen. Deze elementen omvatten silicium (Si), germanium (Ge), tin (Sn), selenium (Se) en tellurium (Te). Bovendien kunnen er verschillende halfgeleiders zijn die twee of meer chemische elementen in combinatie bevatten. Galliumarsenide bevat bijvoorbeeld gallium en arseen. Puur silicium is echter de meest voorkomende halfgeleider in de elektrische industrie en het is het belangrijkste element voor de productie van geïntegreerde schakelingen.
Figuur 01: Een siliciumkristal
Over het algemeen zijn halfgeleiders eenkristallen. Hun atomen zijn gerangschikt in een 3D-patroon. Bij het beschouwen van een siliciumkristal wordt elk siliciumatoom omringd door vier andere siliciumatomen. Deze atomen hebben covalente chemische bindingen ertussen. De energiekloof tussen de geleidingsband en de valentieband van een siliciumkristal wordt de bandgap genoemd. Voor halfgeleiders ligt de bandafstand gewoonlijk tussen 0,25 en 2,5 eV.
Wat is een supergeleider?
Supergeleiders zijn materialen met een elektrische geleidbaarheidswaarde boven de geleidbaarheidswaarde van een geleider. Het kan een chemisch element zijn of een verbinding die zijn elektrische weerstand drastisch verliest wanneer deze onder een bepaalde temperatuur wordt gekoeld. Daarom maakt een supergeleider de stroom van elektrische energie mogelijk zonder enig energieverlies. Deze energiestroom wordt superstroom genoemd. Het is echter erg moeilijk om supergeleiders te produceren. De temperatuur waarbij deze materialen hun elektrische weerstand verliezen, wordt de kritische temperatuur of Tc genoemd. Alle materialen die we kennen kunnen onder deze temperatuur niet in supergeleiders veranderen. Materialen met een eigen Tc kunnen supergeleiders worden.
Figuur 02: Supergeleider
Er zijn twee soorten supergeleiders als type I en type II. De type I-supergeleidermaterialen zijn geleiders bij kamertemperatuur en worden supergeleiders wanneer ze onder hun Tc worden afgekoeld. Type II materialen zijn geen goede geleiders bij kamertemperatuur. Ze transformeren geleidelijk in supergeleiders bij afkoeling. De band gap van supergeleiders is meestal meer dan 2,5 eV.
Wat is het verschil tussen halfgeleider en supergeleider?
Het belangrijkste verschil tussen halfgeleider en supergeleider is dat halfgeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die tussen de geleidbaarheid van een geleider en een isolator ligt, terwijl supergeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die hoger is dan die van de geleider. Bovendien is de bandafstand van een halfgeleider tussen 0,25 en 2,5 eV, terwijl de bandafstand van een supergeleider hoger is dan 2,5 eV.
Hieronder is een samenvatting van het verschil tussen halfgeleider en supergeleider.
Samenvatting – Halfgeleider versus supergeleider
Halfgeleiders en supergeleiders zijn twee soorten elektrische geleiders. Ze verschillen van elkaar door hun geleidbaarheid. Het belangrijkste verschil tussen halfgeleider en supergeleider is dat halfgeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die tussen de geleidbaarheid van een geleider en een isolator ligt, terwijl supergeleiders een elektrische geleidbaarheid hebben die hoger is dan die van de geleider.
