Johtajien ja eristeiden yhtäläisyydet

Kaikki materiaalit koostuvat atomista. Atomien järjestely määrää niiden reaktion sähkönjohtumiseen. Materiaalit, jotka eivät johda sähköä, luokitellaan eristimiksi ja johtavat materiaalit johtimiksi. Johtimien avulla sähkö pääsee helposti läpi. Suprajohteiden vastus on nolla, yleensä matalissa lämpötiloissa. Eristinten ja johtimien välillä on yhtäläisyyksiä rakenteen, kovuuden ja pehmeyden, tiheyden ja seostuksen suhteen, mikä on silloin, kun jokin muu elementti tai yhdiste sisällytetään eristeeseen tai johtimeen sen sähköisen vaihtamiseksi käyttäytymistä. Doping voi vaihtaa johtimen eristeeksi ja päinvastoin.

Kaikki materiaalit koostuvat atomista, jotka on järjestetty monin eri tavoin. Johtimilla ja eristeillä on tämä lopullinen samankaltaisuus atomitasolla. Esimerkiksi puu, eriste, koostuu hiili-, vety- ja happiatomeista, jotka on järjestetty tiettyyn rakenteeseen, jolloin saadaan materiaali, jota kutsutaan puuksi. Niobiumoksidin kaltainen materiaali, johdin, sisältää niobiumin ja hapen atomeja. Tässä rakenne on erilainen, mutta johtimien ja eristeiden perusrakenne on atomia.

Kovuus ja pehmeys ovat ominaisuuksia, jotka johtimet ja eristeet jakavat. Rikki on esimerkiksi eriste ja pehmeä. Natrium, metalli, on johdin ja on myös pehmeää. Kovalla puolella meillä on rauta, joka on johdin, ja lasi, joka on kova eristin.

Tiheys mittaa kuinka raskas materiaali on tai kuinka tiiviisti atomit ovat pakatut. Suuritiheyksisiä materiaaleja voi olla johtimina tai eristeinä. Esimerkiksi lyijy, johdin, on tiheä materiaali. Niin on myös lyijyoksidi, eriste.

Eristimen asianmukainen seostaminen voi tehdä siitä puolijohteen tai jopa suprajohteen. Esimerkki on keraaminen eriste, lantaanikuparioksidi. Vuonna 1986 George Bednorz ja Alex Muller seostivat sitä pienellä bariumilla ja siitä tuli suprajohde, jolla oli korkea siirtymälämpötila. He saivat fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 1987 kemiallisesta temppuista muuntaa eristin suprajohteeksi dopingin avulla. Vastaavasti johtimesta voidaan tehdä eristävä dopingin avulla. Alumiini on johdin. Doping alumiinia hapella antaa alumiinioksidia, eriste.