Perbedaan Semikonduktor dan Superkonduktor
Semikonduktor dan superkonduktor adalah dua kategori bahan yang menawarkan konduktivitas. Namun, tingkat konduktivitas yang ditawarkan oleh keduanya sangat membedakan keduanya. Perbedaan yang signifikan antara semikonduktor dan superkonduktor adalah bahwa dalam kasus semikonduktor, konduktivitas berkisar antara konduktor dan isolator.
Berbeda dengan superkonduktor adalah bahan yang tingkat konduksinya sangat tinggi daripada konduktor karena bahan ini memiliki konduktivitas yang cukup tinggi tetapi pada suhu tertentu.
Di sini, di artikel ini, kita akan melihat perbedaan lain antara keduanya menggunakan tabel perbandingan.
Dasar untuk Perbandingan |
Semikonduktor |
Superkonduktor |
|---|---|---|
| Dasar | Menawarkan konduktivitas yang lebih rendah daripada konduktor karena menawarkan resistivitas moderat | Konduktivitas superkonduktor lebih dari konduktor karena nol resistansi yang ditawarkan |
| Konsumsi energi | Sedang | Diabaikan |
| Peringkat saat ini | Hanya dapat menangani tingkat arus yang tetap | Dapat menahan nilai arus yang sangat tinggi |
| Rentang konduktivitas | Antara konduktor dan isolator | Konduktivitas berada di luar konduktor |
| Celah pita | 0,25 hingga 2,5 eV | Di atas 2,5 eV |
| Contoh | Germanium, Silikon, dll | Aluminium, Bismut, Merkuri, dll |
Definisi Semikonduktor
Semikonduktor disebut sebagai bahan yang tingkat konduksinya lebih rendah dari konduktor tetapi lebih dari isolator. Ini berarti semikonduktor bukanlah konduktor yang baik atau isolator yang baik. Semikonduktor murni tidak memiliki konduktivitas yang akurat, tetapi dengan penambahan pengotor pada bahan semikonduktor murni, konduktivitas yang lebih besar dapat dicapai.
Klasifikasi semikonduktor didasarkan pada jenis impuritas yang didoping ke semikonduktor murni untuk meningkatkan konduktivitasnya. Semikonduktor terdiri dari dua jenis, semikonduktor tipe -p dan tipe-n . Juga, dengan penambahan berbagai jenis pengotor, kedua semikonduktor memiliki jenis pembawa muatan mayoritas dan minoritas yang berbeda.
Pada dasarnya, ada celah energi tertentu antara pita konduksi dan pita valensi. Dan agar aliran arus berlangsung, pembawa mayoritas harus berpindah dari pita valensi ke pita konduksi. Pemisahan tingkat energi ini disebut sebagai celah pita .
Untuk semikonduktor, celah pita umumnya kurang dari 2 eV sehingga, pada memperoleh jumlah energi yang cukup, elektron berpindah dari pita valensi ke pita konduksi dan menghasilkan aliran arus. Dengan peningkatan suhu, lebih banyak energi diperoleh oleh pembawa bermuatan yang menghasilkan lebih banyak konduksi dan penurunan resistansi.
Definisi Superkonduktor
Bahan yang kehilangan semua resistivitas listriknya di bawah suhu kritis dikenal sebagai superkonduktor. Ini berarti bahwa di bawah suhu tertentu, superkonduktor memungkinkan aliran arus melaluinya tanpa kehilangan energi. Dengan demikian, dikatakan bahwa konduktivitas mereka pada suhu tertentu lebih dari konduktor normal. Ini dianggap sebagai bahan yang memiliki resistivitas nol pada suhu tertentu.
Dalam konduktor normal dengan kenaikan suhu, resistivitas meningkat, sehingga penurunan suhu mengurangi resistensi. Tetapi pada suhu terendah, resistivitas memiliki nilai tertentu. Dengan demikian, bahan di mana resistivitas tiba-tiba mencapai nilai nol pada suhu tertentu dikenal sebagai superkonduktor.
Karena ini memegang kemampuan untuk membawa arus tanpa hambatan maka tidak ada kehilangan energi yang terkait dengannya.
Dalam superkonduktivitas, pembentukan pasangan elektron tidak terjadi, namun pasangan elektron yang berkorelasi tinggi menunjukkan superkonduktivitas. Pada dasarnya, dalam superkonduktor, interaksi yang sangat kuat antara dua elektron dalam kisi menghasilkan aliran arus yang tinggi di bawah suhu kritis.
Superkonduktor terutama diklasifikasikan sebagai superkonduktor Tipe I dan Tipe II .
Superkonduktor Tipe I bertindak sebagai konduktor pada suhu kamar tetapi setelah mencapai suhu kritis, material memungkinkan aliran arus yang tidak terputus. Namun, superkonduktor Tipe II sama sekali bukan konduktor yang baik pada suhu kamar tetapi begitu mencapai suhu kritis, ia mencapai superkonduktivitas. Umumnya, senyawa logam dan paduan menunjukkan superkonduktivitas.
Perbedaan Antara Semikonduktor dan Superkonduktor
- Semikonduktor adalah bahan yang memiliki konduktivitas sedang. Sebaliknya, superkonduktor adalah bahan yang menunjukkan konduktivitas yang sangat tinggi.
- Celah pita yang ada antara tingkat energi berkisar antara 0,25 hingga 2,5 eV dalam kasus semikonduktor. Sementara, celah pita antara tingkat energi dalam kasus superkonduktor lebih dari 2,5 eV, tetapi berkurang pada suhu kritis.
- Peringkat saat ini dari bahan semikonduktor adalah tetap karena semikonduktor tidak dapat memiliki arus lebih dari nilai yang ditentukan. Sebaliknya, superkonduktor dapat menahan jumlah arus yang sangat tinggi di bawah suhu kritis.
- Kisaran konduktor semikonduktor adalah antara konduktor dan isolator. Tetapi jangkauan konduktor superkonduktor berada di luar konduktor.
- Semikonduktor mengkonsumsi energi dalam jumlah sedang karena arus yang mengalir mengalami beberapa hambatan. Sementara superkonduktor mengkonsumsi energi yang dapat diabaikan dan memungkinkan aliran arus yang sangat besar.
Jadi, dari pembahasan ini, kita dapat menyimpulkan bahwa semikonduktor dan superkonduktor adalah dua kelas bahan penghantar yang dikategorikan berdasarkan tingkat konduktivitasnya.
Randra Agustio Efryansah
Seorang personal blogger yang bergerak di bidang Instalasi Tenaga Listrik, Elektronika, dan Energi Terbarukan
