Puolijohde vs metalli
Metallit
Metallit ovat olleet ihmiskunnan tuttuja jo pitkään. On olemassa todisteita metallin käytöstä 6000 eKr. Kulta ja kupari olivat ensimmäisiä metalleja, jotka löydettiin. Niistä valmistettiin työkaluja, koruja, patsaita jne. Sen jälkeen on löydetty pidemmän aikaa vain muutamia muita metalleja (17). Nyt tunnemme 86 erilaista metallia. Metallit ovat erittäin tärkeitä ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi. Yleensä metallit ovat kovia ja vahvoja (tässä on poikkeuksia, kuten natrium. Natrium voidaan leikata veitsellä). Elohopea on metalli, joka on nestemäisessä tilassa. Elohopean lisäksi kaikki muut metallit ovat kiinteässä olomuodossa, ja niitä on vaikea rikkoa tai muuttaa muotoaan muihin ei-metallisiin alkuaineisiin verrattuna. Metalleilla on kiiltävä ulkonäkö. Useimmissa niistä on hopeanhohtoinen kiilto (paitsi kulta ja kupari). Koska jotkut metallit reagoivat hyvin ilmakehän kaasujen, kuten hapen, kanssa, niillä on taipumus saada himmeitä värejä ajan myötä. Tämä johtuu pääasiassa metallioksidikerrosten muodostumisesta. Toisa alta metallit, kuten kulta ja platina, ovat erittäin vakaita ja reagoimattomia. Metallit ovat muokattavia ja sitkeitä, minkä ansiosta niitä voidaan käyttää tiettyjen työkalujen valmistukseen. Metallit ovat atomeja, jotka voivat muodostaa kationeja poistamalla elektroneja. Ne ovat siis sähköpositiivisia. Metalliatomien välille muodostuvaa sidostyyppiä kutsutaan metallisidokseksi. Metallit vapauttavat elektroneja ulkokuorissaan ja nämä elektronit ovat hajallaan metallikationien välillä. Siksi ne tunnetaan siirrettyjen elektronien merenä. Elektronien ja kationien välisiä sähköstaattisia vuorovaikutuksia kutsutaan metallisidoksiksi. Elektronit voivat liikkua; siksi metalleilla on kyky johtaa sähköä. Lisäksi ne ovat hyviä lämmönjohtimia. Metallisemman sidoksen ansiosta metallit ovat rakenteeltaan järjestettyjä. Metallien korkeat sulamis- ja kiehumispisteet johtuvat myös näistä vahvasta metallisitoutumisesta. Lisäksi metallien tiheys on suurempi kuin vedellä. Ryhmän IA, IIA alkuaineet ovat kevytmetalleja. Niissä on joitain eroja yllä kuvatuista metallin yleisistä ominaisuuksista.
Puolijohde
Johtimet ovat materiaaleja, joilla on korkea sähkönjohtavuus. Eristeet ovat materiaaleja, jotka eivät johda sähköä. Puolijohteet ovat johtimien ja eristeiden välissä olevia materiaaleja. Joten sen sähkönjohtavuus on johtimien ja eristeiden välissä. Puolijohde voi olla alkuaine tai yhdiste. Pii on yleisimmin käytetty elementti puolijohdemateriaalina. Germanium on myös toinen esimerkki tästä. Tämän puhtaan alkuaineen johtavuutta muutetaan lisäämällä erilaisia määriä epäpuhtauksia. Näitä kutsutaan seostusaineiksi ja niiden lisääminen tunnetaan dopingina. Piin seostusaineet ovat useimmiten boori tai fosfori. Seostetut puolijohteet tunnetaan myös nimellä ulkoiset puolijohteet. Muut kuin alkuaineet, orgaaniset yhdisteet voivat myös toimia puolijohteina. Puolijohteiden sähkönjohtamismekanismi on erilainen. Jotkut puolijohteet kuljettavat sähköä elektronien kautta (N-tyyppi), kun taas toiset kuljettavat sähköä positiivisesti varautuneiden reikien kautta (p-tyyppi). Puolijohteita käytetään laaj alti sähkölaitteissa, kuten tietokoneissa, radioissa, puhelimissa jne. niitä käytetään myös aurinkokennoissa, transistoreissa, diodeissa jne.
Mitä eroa on puolijohteen ja metallin välillä?
• Metallit ovat johtimia ja siksi ne kuljettavat paljon sähköä. Puolijohteiden sähkönjohtavuus on pienempi kuin metallien.
• Metalleissa elektronit kuljettavat virran. Mutta puolijohteissa virran kuljettaa positiivisesti varautuneiden reikien elektronien virta.
