Yarı iletken ve süper iletken arasındaki temel fark, yarı iletkenlerin bir iletken ile yalıtkan arasındaki elektrik iletkenliğine sahipken, süper iletkenlerin iletkeninkinden daha yüksek bir elektrik iletkenliğine sahip olmasıdır.
Elektrik iletkeni, elektrik akımının içinden geçmesine izin veren bir madde türüdür. Yarı iletkenler ve süper iletkenler iki tür elektrik iletkenidir. İletkenliklerine göre birbirlerinden farklıdırlar.
Yarı iletken nedir?
Yarı iletken, yalıtkan ve iletken değerleri arasında iletkenlik değeri olan bir iletken türüdür. Bunun anlamı; bir yarı iletkenin elektriksel iletkenliği, bir iletkeninkiyle orta düzeydedir. Bunlar genellikle diyotların, transistörlerin, entegre devrelerin vb. üretimi gibi çeşitli alanlarda uygulamaları olan kristal katılardır. Genel olarak, bir yarı iletkenin iletkenliği, sıcaklık aydınlatmalarına, manyetik alanlara, yarı iletken malzemedeki safsızlıklara vb. karşı hassastır.
Periyodik tabloda gözlemleyebileceğimiz temel yarı iletken malzemeler var. Bu elementler arasında silikon (Si), germanyum (Ge), kalay (Sn), selenyum (Se) ve tellür (Te) bulunur. Ayrıca, kombinasyon halinde iki veya daha fazla kimyasal element içeren çeşitli farklı yarı iletkenler olabilir. Örneğin, Galyum arsenik, galyum ve arsenik içerir. Ancak saf silikon, elektrik endüstrisinde en yaygın yarı iletkendir ve entegre devrelerin üretimi için en önemli unsurdur.
Şekil 01: Bir Silikon Kristal
Genel olarak, yarı iletkenler tek kristallerdir. Atomları 3 boyutlu bir desende düzenlenmiştir. Bir silikon kristali düşünüldüğünde, her silikon atomu diğer dört silikon atomu ile çevrilidir. Bu atomların aralarında kovalent kimyasal bağlar vardır. Bir silikon kristalinin iletkenlik bandı ile değerlik bandı arasındaki enerji aralığına bant aralığı denir. Yarı iletkenler için bant aralığı genellikle 0,25 ila 2,5 eV arasındadır.
Süper iletken nedir?
Süper iletkenler, bir iletkenin iletkenlik değerinin üzerinde elektriksel iletkenlik değerine sahip malzemelerdir. Belirli bir sıcaklığın altına soğutulduğunda elektrik direncini önemli ölçüde kaybeden bir kimyasal element veya bir bileşik olabilir. Bu nedenle, bir süper iletken, herhangi bir enerji kaybı olmadan elektrik enerjisinin akışına izin verir. Bu enerji akışına süper akım denir. Ancak süperiletken üretmek çok zordur. Bu malzemelerin elektrik direncini kaybettiği sıcaklığa kritik sıcaklık veya Tc denir. Bildiğimiz tüm malzemeler bu sıcaklığın altında süper iletkenlere dönüşemez. Kendi Tc değerine sahip malzemeler süper iletkenlere dönüşebilir.
Şekil 02: Süperiletken
Tip I ve tip II olmak üzere iki tür süper iletken vardır. Tip I süperiletken malzemeler oda sıcaklığında iletkendir ve Tc'nin altına soğutulduğunda süperiletken olurlar. Tip II malzemeler oda sıcaklığında iyi iletken değildir. Soğuduktan sonra yavaş yavaş süper iletkenlere dönüşürler. Süperiletkenlerin bant aralığı genellikle 2.5eV'nin üzerindedir.
Yarı İletken ve Süper İletken Arasındaki Fark Nedir?
Yarı iletken ve süper iletken arasındaki temel fark, yarı iletkenlerin bir iletken ile bir yalıtkan arasındaki elektrik iletkenliğine sahipken, süper iletkenlerin iletkeninkinden daha yüksek bir elektrik iletkenliğine sahip olmasıdır. Ayrıca, bir yarı iletkenin bant aralığı 0,25 ile 2,5 eV arasındadır, bir süperiletkenin bant aralığı ise 2,5 eV'nin üzerindedir.
Aşağıda yarı iletken ve süper iletken arasındaki farkın bir özeti bulunmaktadır.
Özet – Yarı İletken ve Süper İletken
Yarı iletkenler ve süper iletkenler iki tür elektrik iletkenidir. İletkenliklerine göre birbirlerinden farklıdırlar. Yarı iletken ve süper iletken arasındaki temel fark, yarı iletkenlerin bir iletken ile bir yalıtkan arasındaki elektrik iletkenliğine sahipken, süper iletkenlerin iletkeninkinden daha yüksek bir elektrik iletkenliğine sahip olmasıdır.
