Ομοιότητες μεταξύ αγωγών και μονωτών

Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα. Η διάταξη των ατόμων καθορίζει την απόκρισή τους στην αγωγή ηλεκτρισμού. Τα υλικά που δεν μεταφέρουν ηλεκτρισμό ταξινομούνται ως μονωτές και εκείνα που συμπεριφέρονται ονομάζονται αγωγοί. Οι αγωγοί επιτρέπουν πλήρως τη διέλευση ηλεκτρικής ενέργειας. Οι υπεραγωγοί έχουν μηδενική αντίσταση, συνήθως σε χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν ομοιότητες μεταξύ μονωτών και αγωγών όσον αφορά τη δομή, τη σκληρότητα και την απαλότητα, την πυκνότητα και το ντόπινγκ, που είναι όταν κάποιο άλλο στοιχείο ή ένωση ενσωματώνεται σε έναν μονωτή ή έναν αγωγό για να αλλάξει το ηλεκτρικό του η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ. Το ντόπινγκ μπορεί να αλλάξει έναν αγωγό σε μονωτή και το αντίστροφο.

Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα διατεταγμένα με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Οι αγωγοί και οι μονωτές μοιράζονται αυτήν την απόλυτη ομοιότητα σε ατομικό επίπεδο. Για παράδειγμα, το ξύλο, ένας μονωτής, αποτελείται από άτομα άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου διατεταγμένα σε μια συγκεκριμένη δομή για να δώσουν το υλικό που ονομάζεται ξύλο. Ένα υλικό όπως το οξείδιο του νιοβίου, ένας αγωγός, περιέχει άτομα νιοβίου και οξυγόνου. Εδώ η δομή είναι διαφορετική, αλλά το βασικό δομικό στοιχείο στους αγωγούς και τους μονωτές είναι άτομα.

Η σκληρότητα και η απαλότητα είναι χαρακτηριστικά που μοιράζονται οι αγωγοί και οι μονωτές. Για παράδειγμα, το θείο είναι μονωτής και είναι μαλακό. Το νάτριο, ένα μέταλλο, είναι αγωγός και είναι επίσης μαλακό. Από τη σκληρή πλευρά, έχουμε το Σίδερο, το οποίο είναι αγωγός, και το γυαλί, το οποίο είναι ένας σκληρός μονωτής.

Η πυκνότητα είναι ένα μέτρο του πόσο βαρύ είναι ένα υλικό ή πόσο στενά συσκευάζονται τα άτομα. Υλικά υψηλής πυκνότητας μπορούν να υπάρχουν ως αγωγοί ή μονωτές. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος, ένας αγωγός, είναι ένα υλικό υψηλής πυκνότητας. Το ίδιο επίσης είναι το οξείδιο του μολύβδου, ένας μονωτής.

Το κατάλληλο νάρκωση ενός μονωτή μπορεί να το κάνει ημιαγωγό ή ακόμα και υπεραγωγό. Ένα παράδειγμα είναι το οξείδιο του χαλκού του λανθανίου, ένας κεραμικός μονωτής. Το 1986, ο George Bednorz και ο Alex Muller το έβαλαν με λίγο Barium και έγινε υπεραγωγός με υψηλή θερμοκρασία μετάβασης. Έλαβαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1987 για αυτό το χημικό τέχνασμα της μετατροπής ενός μονωτή σε υπεραγωγό μέσω ντόπινγκ. Παρομοίως, ένας αγωγός μπορεί να γίνει μονωτής μέσω του ντόπινγκ. Το αλουμίνιο είναι αγωγός. Το ντόπινγκ αλουμινίου με οξυγόνο δίνει οξείδιο του αργιλίου, έναν μονωτή.