도체, 부도체, 반도체, 초전도체의 차이가 무엇인지요?
카이스트에서 초전도체 물질을 개발했다는 기사를 보게 되었는데 초전도체가 무엇이며, 도체, 부도체, 반도체와 차이와 어느 분야에서 쓰일 것인지 전문가 님들의 쉬운 설명 부탁드립니다.
도체(Conductor), 부도체(Insulator), 반도체(Semiconductor), 초전도체(Superconductor)는 물질의 전기 전도성과 관련된 속성에 따라 분류되는 다양한 물질 유형입니다.도체(Conductor):
전류를 쉽게 통과시키는 물질입니다.
전기를 흘려보내기에 필요한 전하를 가지고 있어 전류가 자유롭게 이동합니다.
전자들이 자유롭게 움직일 수 있어 전기 전류가 쉽게 발생합니다.
예시: 금속(동, 철, 알루미늄 등)은 대표적인 도체입니다.
부도체(Insulator):
전기를 거의 통과시키지 않는 물질입니다.
전자들이 자유롭게 움직일 수 없어 전기 전류가 거의 발생하지 않습니다.
대부분의 에너지 대역 전자가 꽉 차있어 전기적으로 차단되어 있습니다.
예시: 플라스틱, 나무, 유리 등은 대표적인 부도체입니다.
반도체(Semiconductor):
도체와 부도체 사이에 위치하는 물질로서, 전기 전도성이 도체보다는 좋지만 부도체보다는 나쁩니다.
외부 온도, 압력 또는 화학적 처리에 의해 전도성을 제어할 수 있습니다.
도체로서의 역할과 부도체로서의 역할을 모두 수행할 수 있습니다.
예시: 실리콘, 게르마늄 등은 대표적인 반도체입니다.
초전도체(Superconductor):
매우 낮은 온도에서만 동작하며, 특정 임계 온도(전이 온도) 이하에서는 저항이 거의 없는 상태로 전류를 흘려보냅니다.
영 온도(Kelvin) 근처의 매우 낮은 온도에서만 발생하는 현상입니다.
전기를 거의 손실없이 흘려보내기 때문에 대용량 전기 전송이나 자기공명 이미징(MRI) 등에 사용됩니다.
요약하면, 도체는 전기를 잘 통과시키는 물질, 부도체는 전기를 거의 통과시키지 않는 물질, 반도체는 도체와 부도체 사이에 위치하는 물질, 초전도체는 낮은 온도에서만 전기를 저항 없이 흘려보내는 특별한 물질입니다.