Podobnosti med vodniki in izolatorji

Vsi materiali so sestavljeni iz atomov. Razporeditev atomov določa njihov odziv na prevodnost električne energije. Materiali, ki ne prevajajo električne energije, so razvrščeni kot izolatorji, tisti, ki prevajajo, pa se imenujejo vodniki. Vodniki v celoti omogočajo električni tok enostavno prehod. Superprevodniki imajo nič odpornosti, običajno pri nizkih temperaturah. Obstajajo podobnosti med izolatorji in vodniki glede strukture, trdote in mehkobe, gostote in dopinga, to je, ko je kakšen drug element ali spojina vgrajen v izolator ali vodnik, da spremeni svojo elektriko vedenje. Doping lahko spremeni vodnik v izolator in obratno.

Vsi materiali so sestavljeni iz atomov, razporejenih na različne načine. Dirigenti in izolatorji imajo to končno podobnost na atomski ravni. Na primer, les, izolator, je sestavljen iz atomov ogljika, vodika in kisika, razporejenih v določeni strukturi, da dobi material, imenovan les. Material, kot je niobijev oksid, prevodnik, vsebuje atome niobija in kisika. Tu je struktura drugačna, vendar so osnovni gradniki v vodnikih in izolatorjih atomi.

Trdota in mehkoba sta značilnosti, ki si ju delijo vodniki in izolatorji. Na primer, žveplo je izolator in je mehko. Natrij, kovina, je prevodnik in je tudi mehak. Na trdi strani imamo železo, ki je prevodnik, in steklo, ki je trdi izolator.

Gostota je merilo, kako težka je snov ali kako tesno pakirani so atomi. Materiali z visoko gostoto lahko obstajajo kot vodniki ali izolatorji. Na primer, svinec, prevodnik, je material z visoko gostoto. Tak je tudi svinčev oksid, izolator.

Z ustreznim dopiranjem izolatorja lahko postane polprevodnik ali celo superprevodnik. Primer je lantanov bakrov oksid, keramični izolator. Leta 1986 sta ga George Bednorz in Alex Muller dopirala z malo barija in postal je superprevodnik z visoko prehodno temperaturo. Za kemični trik pretvorbe izolatorja v superprevodnik z dopingom so leta 1987 prejeli Nobelovo nagrado za fiziko. Podobno lahko naredimo prevodnik, ki s pomočjo dopinga postane izolator. Aluminij je prevodnik. Dopiranje aluminija s kisikom daje aluminijev oksid, izolator.