Likheter mellan ledare och isolatorer

Allt material består av atomer. Arrangemanget av atomerna bestämmer deras svar på elektricitet. Material som inte leder elektricitet klassificeras som isolatorer och material som leder kallas ledare. Ledare tillåter helt och hållet att el går igenom. Superledare har inget motstånd, vanligtvis vid låga temperaturer. Likheter finns mellan isolatorer och ledare när det gäller struktur, hårdhet och mjukhet, densitet och dopning, vilket är när något annat element eller förening införlivas i en isolator eller en ledare för att ändra dess elektriska beteende. Doping kan ändra en ledare till en isolator och vice versa.

Allt material består av atomer ordnade på många olika sätt. Ledare och isolatorer delar denna ultimata likhet på atomnivå. Till exempel består trä, en isolator, av kol-, väte- och syreatomer som är anordnade i en viss struktur för att ge materialet som kallas trä. Ett material som nioboxid, en ledare, innehåller atomer av niob och syre. Här är strukturen annorlunda, men den grundläggande byggstenen i ledare och isolatorer är atomer.

Hårdhet och mjukhet är funktioner som delas av ledare och isolatorer. Svavel är till exempel en isolator och är mjuk. Natrium, en metall, är en ledare och är också mjuk. På den hårda sidan har vi järn, som är en ledare, och glas, som är en hård isolator.

Densitet är ett mått på hur tungt ett material är eller hur tätt packat atomerna är. Material med hög densitet kan finnas som ledare eller isolatorer. Till exempel är bly, en ledare, ett material med hög densitet. Så är också blyoxid, en isolator.

Lämplig dopning av en isolator kan göra den till en halvledare eller till och med en superledare. Ett exempel är lantankopparoxid, en keramisk isolator. 1986 dopade George Bednorz och Alex Muller det med lite Barium och det blev en superledare med hög övergångstemperatur. De fick Nobelpriset i fysik 1987 för det kemiska tricket att konvertera en isolator till en superledare via dopning. På samma sätt kan en ledare göras att bli en isolator genom dopning. Aluminium är en ledare. Doping av aluminium med syre ger aluminiumoxid, en isolator.