我们所有人每天都在使用绝缘体，从狭长地带到地下管道涂层。 另一方面，半导体材料主要用于电子设备，在我们的电子工业中有很大的用处。
关键精华
- 绝缘体是导电性能不佳且电阻率较高的材料，而半导体则具有中等的电阻率和导电率。
- 半导体在一定条件下可以导电，用于电子设备，而绝缘体则用于防止电流流动。
- 半导体可以通过掺杂来增加杂质来提高导电性，而绝缘体不能通过掺杂来提高导电性。
绝缘体对比 半导体
绝缘体中价带和导带之间的巨大间隙阻止了自由电子导电。 另一方面，半导体的带隙比绝缘体小，高能电子可以克服。
绝缘器 是热和电的不良导体。 它们的电阻很高，所以电流无法通过它们。
它们主要用于绝缘导线。 它们在两个导电体之间形成屏障，以防止短路和事故。
常见的绝缘材料有纸、木材、橡胶塑料等。
半导体 具有适中的电导率水平。 可以通过在其中添加杂质来改变它们的耐电性。
这个过程称为掺杂。 少量添加的杂质会导致巨大的传导差异。
半导体可以是纯的，例如锗和硅，也可以是化合物，例如砷化镓或硒化镉。
对比表
| 比较参数 | 绝缘子 | 半导体 |
|---|---|---|
| 电导率 | <10 -13 姆欧/米 | 之间10 -7 到10 -13 姆欧/米 |
| 多数载流子 | 无载体不导通 | 电子和空穴的运动 |
| 价电子数 | 它们的价层是完整的，即8个电子 | 它们的最外层有四个价电子 |
| 带隙 | 有6eV -10eV的巨大带隙 | 带隙为 1.1eV |
| 价带 | 填充 | 部分空 |
| 导带 | 空的 | 部分填充 |
| 绝对零度 | 阻力增加 | 变成绝缘体 |
| 抵抗力 | 高 | 中等 |
| 例如： | 橡胶、塑料、纸等 | 硅、锗、砷化镓 |
| 应用领域 | 家电、电缆线材包覆等 | 集成电路、二极管、电阻等 |
什么是绝缘体？
热或电的极差导体的材料称为 绝缘子. 它的电导水平很低。
传导是电流容易流过它们的特性。 绝缘体中有 8 个电子的完整价带。
结果，没有自由载流子来导电。
根据能带理论，6eV 到 10eV 的巨大带隙不允许电子从价带跃迁到导带。 它们有一个充满的价带和一个空的导带。
它们具有非常高的电阻，因此没有电流可以通过它们。 随着温度的升高，电阻率 绝缘子 减少。
温度导致它们中存在的共价键松动并增加其中载流子的数量。
在绝对零温度下，绝缘体的电阻增加。 根据材料的使用领域，绝缘体的种类很多，例如隔音材料、热绝缘材料、电绝缘材料等。
针式绝缘体是最先使用的绝缘体。 真空也是绝缘体。
这是因为那里没有运营商。 绝缘体的一些例子是橡胶、塑料等。
什么是半导体？
电导水平介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。 可以通过向半导体晶体中添加几种杂质来改变电导水平。
有硅或锗等纯半导体晶体，也有砷化镓或硒化镉等化合物半导体。
主要有两种类型的半导体在现代电子工业中有着巨大的应用。 它们是本征半导体（Si 和 Ge）和非本征半导体（n 型和 p 型）。
n型非本征半导体是在纯Si或Ge中加入III族元素形成的。 这些杂质称为供体。
p型非本征半导体是在纯Si或Ge中加入V族元素形成的。 这些杂质被称为受体。
它们具有导电的两种类型的载流子，即空穴和电子。 它们的电导率介于 10-7 到10-13 姆欧/米。
它们具有适度的能带隙，被电子覆盖以移动到导带。 它们的价带部分充满了 4 个电子。 它们具有共价键类型。
它们在零温度下失去电导特性并变成绝缘体。 它们非常紧凑，使用寿命长，成本低，这使得它们在现代技术中非常受欢迎。
半导体在制造二极管和晶体管方面有着巨大的应用， MOSFET等等。
绝缘子之间的主要区别 和半导体
- 绝缘体和半导体之间的主要区别在于它们的电导率范围。 绝缘体的电导为10-13 mho/m，而半导体的电导介于 10-7 至10-13 姆欧/米。
- 它们具有不同的能带隙； 也就是说，对于半导体，它是 1.2eV，对于绝缘体，它是 10eV。
- 绝缘体中没有任何载流子，因此没有导电性，另一方面，半导体中有电子和空穴可以导电。
- 在绝对零温度下，绝缘体的电阻增加，而半导体完全失去电导并表现为绝缘体
- 绝缘体只有共价键，而半导体既有离子键又有共价键。
- 绝缘体有一个完整的价壳，半导体有一个部分填充的价壳，有 4 个电子。
- 绝缘体具有非常高的电阻，不允许电流或热量流过它们。 尽管如此，半导体具有适度的电阻，允许电流流动但有时会阻止它。
参考文献
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b04187?casa_token=Udhvcpd5v4QAAAAA:JLS2H_D2xAnvWgO3b373dzQ-8TOgwXYYyKu5bszsg0-5cJpD0ZAw4JzzkdJFcCTr8JNYJym4qmUROCFQ
- https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.27.7509
最后更新时间：11 年 2023 月 XNUMX 日
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