Ligheder mellem ledere og isolatorer

Alle materialer består af atomer. Arrangementet af atomerne bestemmer deres reaktion på ledning af elektricitet. Materialer, der ikke leder elektricitet, klassificeres som isolatorer, og dem, der leder, kaldes ledere. Ledere tillader fuldt ud elektricitet at passere igennem. Superledere har nul modstand, normalt ved lave temperaturer. Der er ligheder mellem isolatorer og ledere med hensyn til struktur, hårdhed og blødhed, tæthed og doping, hvilket er når et andet element eller en forbindelse er inkorporeret i en isolator eller en leder for at ændre dets elektriske opførsel. Doping kan ændre en leder til en isolator og omvendt.

Alle materialer består af atomer arrangeret på mange forskellige måder. Ledere og isolatorer deler denne ultimative lighed på atomniveau. For eksempel består træ, en isolator, af kul-, brint- og iltatomer arrangeret i en bestemt struktur for at give materialet kaldet træ. Et materiale som niobiumoxid, en leder, indeholder atomer af niob og ilt. Her er strukturen anderledes, men den grundlæggende byggesten i ledere og isolatorer er atomer.

Hårdhed og blødhed er funktioner, der deles af ledere og isolatorer. For eksempel er svovl en isolator og er blød. Natrium, et metal, er en leder og er også blødt. På den hårde side har vi jern, som er en leder, og glas, som er en hård isolator.

Densitet er et mål for, hvor tungt et materiale er, eller hvor tæt pakket atomerne er. Materialer med høj densitet kan eksistere som ledere eller isolatorer. For eksempel er bly, en leder, et materiale med høj densitet. Så er også blyoxid, en isolator.

Passende doping af en isolator kan gøre det til en halvleder eller endda en superleder. Et eksempel er lanthankobberoxid, en keramisk isolator. I 1986 dopede George Bednorz og Alex Muller det med lidt Barium, og det blev en superleder med en høj overgangstemperatur. De fik Nobelprisen i fysik i 1987 for det kemiske trick at konvertere en isolator til en superleder via doping. Tilsvarende kan en leder fås til at blive en isolator gennem doping. Aluminium er en leder. Doping af aluminium med ilt giver aluminiumoxid, en isolator.