[재료공학]재료의 종류에 따른 전기전도도 조사

소개

재료공학 - 재료의 종류에 따라 전기전도도의 차이를 소개하고, 종류에 따라 전기전도도가 차이가 나는 이유를 5장분량으로 조사하였습니다.

목차

1. 재료의 종류 (Metal, Semiconductor)에 따른 전기 전도도 조사
(1)절연체(Insulater)
(2)금속(Metal)
(3)반도체(semiconductor)
  2. 재료의 종류 (Metal, Semiconductor)에 따른 전기 전도도의 차이가 나는 원인 조사
3. 온도 변화에 따라 각각의 재료의 전기 전도도의 변화 경향 조사 및 그 원인 조사

본문내용

1. 재료의 종류 (Metal, Semiconductor)에 따른 전기 전도도 조사
전기전도도는 물질이나 용액이 전류를 운반할 수 있는 정도를 말하며, 재료의 전기적 특성을 명시하기 위하여 자주 사용된다. 전기 전도도(electrical conductivity) `σ`는 다음과 같이 비저항의 역수로서 표현된다.
⇒재료의 전기 전도도 σ= 1/ρ *ρ : 비저항(Ωm)
정의와 같이 전기 전도도는 저항에 반비례하며 이것은 전류의 흐름이 저항에 의해 방해받는다는 원리에 상응한다. 단위는 Ω⁻¹m⁻¹로 표시하며, 이러한 전기 전도도 σ값은 비저항값에 의존하므로 전기 전도도는 비저항을 변화시키는 요인에 따라 함께 변화한다고 볼 수 있다. 어떤 재료의 비저항을 감소시키거나 증가시키는 요인은 크게 세가지로 분류할 수 있는데 열적인 성분이 있고 불순물 성분, 마지막으로 결함의 성분으로 나눌 수 있다.
재료의 종류에 따라 비저항 또는 전기전도도가 다른 이유는 바로 전기 전도가 전도 과정에 직접 참여하는 전자수에 영향을 받기 때문이다.
재료에서 전기 전도에 직접 참여하는 전자수는 ①에너지에 대한 전자 준위들의 배열과,②이 전자 준위들이 전자에 의하여 채워지는 방법에 따라 크게 달라진다.

위 그림에서 보여지듯이 개개의 원자는 명백히 분리된 에너지 준위를 가지고 있고, `Electron energy band(전자 에너지 밴드)` 라는 것을 형성한다. 그 원인은 ‘Pauli의 배타 원리’ 에 있다. 즉, 동일 원자 내의 두 전자는 같은 state에 존재할 수 없다. 다시 말해 각각의 전자는 반드시 서로 다른 양자수 set(n-주양자수,l-부양자수,m-자기양자수,s-스핀양자수)을 가져야만 한다. 그런데 이러한 원자가 하나의 시스템으로 존재하다가 여러개의 원자가 서로를 인식할 정도로 가까워지면 그것을 합쳐 하나의 시스템으로 바뀌게 된다.

참고자료

· 없음