عبور بار الکتریکی از بعضی مواد آسان و از بعضی دیگر دشوار و حتی می‌توان گفت غیر ممکن است. مواد را به طور کلی می‌توانیم بر حسب قابلیت حرکت بار الکتریکی در آن‌ها به چهار رده‌ی رسانه‌ها، عایق‌ها، نیمرساناها و ابررساناها دسته‌بندی کنیم. هر یک از این مواد در صنایع مختلف، از جمله صنعت برق کاربرد فراوانی دارند.
رساناها موادی هستند که بار می‌تواند در آن‌ها نسبتاً به آزادی حرکت کند. فلزات (مانند یک قطعه سیم مسی)، بدن انسان و آب آشامیدنی مثال‌هایی از این دست هستند. هر فلز، یک یا دو الکترون در لایه‌ی ظرفیت خود دارد که به آسانی از اتم خود جدا می‌شوند و در سر تا سر فلز حرکت می‌کند. همین امر دلیل رسانش الکتریکی خوب اغلب فلزات است. بهترین رساناهای فلزی به ترتیب عبارت‌اند از: نقره، مس، طلا، آلومینیوم، تنگستن و آهن.
عایق‌ها موادی هستند که بارهای الکتریکی نمی‌توانند در آن‌ها به آزادی حرکت کنند. لاستیک (مانند عایق روی سیم‌های برق)، پلاستیک، شیشه و آب مقطر مثال‌هایی از این دست هستند. معمولاً تعداد الکترون‌های لایه‌ی آخر اتم‌های سازنده‌ی مواد عایق کامل است و اساساً الکترون آزادی در این‌گونه مواد وجود ندارد. کوارتز ذوب شده، سولفور و برخی از انواع شیشه‌ها از جمله بهترین عایق‌های الکتریکی محسوب می‌شوند.
بعضی مواد مانند ژرمانیم یا سیلسیم نه رسانای خوبی هستند و نه عایقی خوب. این مواد که در وسط گستره‌ی مواد رسانا و عایق قرار می‌گیرند، وقتی به صورت بلور خالص باشند عایق‌هایی خوب‌اند و هنگامی‌که حتیبه جای یکی از هر 10 میلیون اتم آن‌ها یک ناخالصی قرار بگیرد و الکترونی را به ساختار بلور اضافه یا از آن کم کند، رساناهایی بسیار خوب می‌شوند. ماده‌ای را که بتوان واداشت تا گاهی به صورت عایق رفتار کند و گاهی به صورت رسانا، نیمرسانا می‌نامند. امروزه نیمرساناها در ساخت ترانزیستورهایی استفاده می‌شوند که به طور گسترده‌ای در رایانه‌ها به کار می‌روند (شکل زیر).
شکل بالا: نوعی از پردازنده‌های که حدود یک و هفت دهم میلیارد ترانزیستور با فناوری ساخت 32 نانومتر روی تراشه‌ی آن قرار داده شده است.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!