Svi materijali su sačinjeni od atoma. Raspored atoma određuje njihov odgovor na vodljivost električne energije. Materijali koji ne provode električnu energiju klasificiraju se kao izolatori, a oni koji provode nazivaju se vodiči. Provodnici u potpunosti omogućuju lako prolazak električne energije. Superprovodnici imaju nulti otpor, obično na niskim temperaturama. Postoje sličnosti između izolatora i vodiča u pogledu strukture, tvrdoće i mekoće, gustoće i dopinga, što je kada je neki drugi element ili spoj ugrađen u izolator ili vodič da bi promijenio svoju električnu ponašanje. Doping može promijeniti vodič u izolator i obrnuto.
Struktura
Svi se materijali sastoje od atoma raspoređenih na mnogo različitih načina. Dirigenti i izolatori dijele ovu krajnju sličnost na atomskoj razini. Na primjer, drvo, izolator, sastoji se od atoma ugljika, vodika i kisika raspoređenih u određenoj strukturi dajući materijal zvan drvo. Materijal poput niobij oksida, vodiča, sadrži atome niobija i kisika. Ovdje je struktura drugačija, ali osnovni građevni element u vodičima i izolatorima su atomi.
Tvrdoća i mekoća
Tvrdoća i mekoća značajke su koje dijele vodiči i izolatori. Na primjer, sumpor je izolator i mekan je. Natrij, metal, je vodič i također je mekan. Na tvrdoj strani imamo željezo koje je vodič i staklo koje je tvrdi izolator.
Gustoća
Gustoća je mjera koliko je materijal težak ili koliko su atomi tijesno zbijeni. Materijali velike gustoće mogu postojati kao vodiči ili izolatori. Na primjer, olovo, vodič, materijal je visoke gustoće. Takav je i olovni oksid, izolator.
Doping
Odgovarajuće dopiranje izolatora može ga učiniti poluvodičem ili čak supravodičem. Primjer je lantanov bakreni oksid, keramički izolator. 1986. George Bednorz i Alex Muller dopirali su ga s malo barija i postao je supravodnik s visokom prijelaznom temperaturom. Nobelovu nagradu za fiziku dobili su 1987. godine za taj kemijski trik pretvaranja izolatora u superprovodnik dopingom. Slično tome, vodič se može napraviti da dopingom postane izolator. Aluminij je vodič. Dopiranje aluminija kisikom daje aluminijev oksid, izolator.