Полупроводници против суперпроводника: разлика и поређење

Кључне Такеаваис

1. Полупроводници имају умерену електричну проводљивост, док суперпроводници показују нулти отпор протоку електричне струје испод критичне температуре.
2. Суперпроводници показују Мајснеров ефекат, избацујући магнетна поља из своје унутрашњости и показујући савршени дијамагнетизам, док полупроводници не показују ово понашање.
3. Полупроводници се у великој мери користе у електроници и информационим технологијама, док суперпроводници налазе примену у областима као што су МРИ машине, акцелератори честица, брзи возови и суправодљиво квантно рачунарство.

Шта су полупроводници?

Полупроводници су материјали који имају електричну проводљивост између проводника и изолатора. Направљени су од материјала попут силицијума или германијума, допираних нечистоћама за контролу њихових електричних својстава.

Полупроводници су неопходни за електронске уређаје као што су транзистори, диоде и интегрисана кола. Користе се у различитим апликацијама, укључујући рачунаре, паметне телефоне, телевизоре, медицинску опрему и друге електронске уређаје.

Особине полупроводника су такве да се њима може манипулисати да би се контролисао проток електрона кроз њих. То их чини кључном компонентом модерне електронике, јер могу да пребацују и појачавају електронске сигнале и чувају и обрађују дигиталне информације.

Полупроводници су направили револуцију у електронској индустрији, омогућавајући стварање мањих, бржих и ефикаснијих уређаја. Развој интегрисаног кола вишеструких полупроводничких уређаја на једном чипу био је велика прекретница у историји електронике. То је утрло пут за развој савремених рачунара и других електронских уређаја.

Шта су суперпроводници?

Суперпроводници су материјали са нултим електричним отпором када се охладе на екстремно ниске температуре, испод критичне температуре (Тц). Другим речима, они дозвољавају проток електричне струје без губитка енергије, за разлику од конвенционалних проводника који расипају енергију као топлоту.

Суперпроводници су први пут откривени 1911. године и од тада су опсежно истражени и развијени за различите примене. Најчешћи суперпроводни материјали су метали као што су бакар, алуминијум и ниобијум и легуре попут магнезијум диборида. Суперпроводници омогућавају проток електричне струје без губитка енергије, што их чини веома ефикасним за пренос и складиштење енергије.

Суперпроводници избацују магнетна поља из своје унутрашњости, што их чини корисним за заштиту од магнетних сметњи. Суперпроводни уређаји могу да раде при екстремно великим брзинама и троше веома мало енергије, што их чини идеалним за дигиталну обраду сигнала и квантне рачунарске апликације.

Разлика између полупроводника и суперпроводника

1. Полупроводници имају електричну проводљивост између проводника и изолатора, док суперпроводници имају нулти електрични отпор испод одређене критичне температуре.
2. Полупроводници ефикасно раде на собној температури, док су суперпроводници захтевају изузетно ниске температуре да би задржали своје суперпроводљиво стање.
3. Суперпроводници омогућавају проток електричне струје са нултим отпором, што их чини веома ефикасним за пренос и складиштење енергије. У исто време, полупроводници имају одређени отпор и мање су ефикасни у губитку енергије.
4. Полупроводници се у великој мери користе у електронским уређајима као што су рачунари, телевизори и медицинска опрема, док се суперпроводници користе за апликације као што су пренос енергије, магнетна левитација и квантно рачунарство.
5. Полупроводници су направљени од силицијума и германијума, допирани нечистоћама за контролу њихових електричних својстава. Насупрот томе, суперпроводници су направљени од метала попут бакра и легура попут магнезијум диборида, који имају јединствена својства која омогућавају нулти електрични отпор.

Поређење између полупроводника и суперпроводника

Параметри поређења	Полупроводници	Суперпроводници
Електрична проводљивост	Између проводника и изолатора	Нулти електрични отпор испод критичне температуре
Захтеви за температуру	Ефикасно ради на собној температури	Потребне су екстремно ниске температуре да би се одржало суперпроводљиво стање
Енергетска ефикасност	Неки отпор и мање ефикасан у смислу губитка енергије	Веома ефикасан за пренос и складиштење енергије
aplikacije	Широко се користи у електронским уређајима	Користи се за пренос енергије, магнетну левитацију и квантно рачунарство
Својства материјала	Обично су направљени од материјала као што су силицијум и германијум	Обично је направљен од метала и легура са јединственим својствима

Референце

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed074p1090
2. https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.36.211

Последње ажурирање: 14. октобар 2023