Wszystkie materiały składają się z atomów. Ułożenie atomów determinuje ich reakcję na przewodnictwo elektryczne. Materiały nieprzewodzące prądu są klasyfikowane jako izolatory, a te przewodzące nazywane są przewodnikami. Przewodniki w pełni przepuszczają prąd elektryczny. Nadprzewodniki mają zerową rezystancję, zwykle w niskich temperaturach. Istnieją podobieństwa między izolatorami i przewodnikami pod względem struktury, twardości i miękkości, gęstości i domieszkowania, czyli gdy jakiś inny element lub związek jest włączony do izolatora lub przewodnika, aby zmienić jego elektryczność its zachowanie. Doping może zmienić przewodnika w izolator i odwrotnie.
Struktura
Wszystkie materiały składają się z atomów ułożonych na wiele różnych sposobów. Przewodniki i izolatory dzielą to ostateczne podobieństwo na poziomie atomowym. Na przykład drewno, izolator, składa się z atomów węgla, wodoru i tlenu ułożonych w określoną strukturę, tworząc materiał zwany drewnem. Materiał taki jak tlenek niobu, przewodnik, zawiera atomy niobu i tlenu. Tutaj struktura jest inna, ale podstawowym budulcem przewodników i izolatorów są atomy.
Twardość i miękkość
Twardość i miękkość to cechy wspólne dla przewodników i izolatorów. Na przykład siarka jest izolatorem i jest miękka. Sód, metal, jest przewodnikiem i jest również miękki. Po twardej stronie mamy żelazo, które jest przewodnikiem, i szkło, które jest twardym izolatorem.
Gęstość
Gęstość jest miarą tego, jak ciężki jest materiał lub jak gęsto upakowane są atomy. Materiały o dużej gęstości mogą występować jako przewodniki lub izolatory. Na przykład ołów, przewodnik, jest materiałem o dużej gęstości. Podobnie jak tlenek ołowiu, izolator.
Doping
Odpowiednie domieszkowanie izolatora może sprawić, że stanie się półprzewodnikiem, a nawet nadprzewodnikiem. Przykładem jest tlenek miedzi lantanu, izolator ceramiczny. W 1986 roku George Bednorz i Alex Muller dodali do niego niewielką ilość baru i stał się nadprzewodnikiem o wysokiej temperaturze przejścia. W 1987 roku otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki za tę chemiczną sztuczkę polegającą na przekształceniu izolatora w nadprzewodnik poprzez domieszkowanie. Podobnie dyrygent może stać się izolatorem poprzez domieszkowanie. Aluminium jest przewodnikiem. Domieszkowanie aluminium tlenem daje tlenek glinu, który jest izolatorem.
