재료의 관점에서 본 전기전도도의 의미. 재료의 종류에 따라 전기전도도에 차이가 있는 이유, 온도가 변할 때 나타나는 전기전도도 변화 경향과 재료의 종류와의 관계

소개글

전기전도도란 재료가 전류를 얼마나 잘 흐르게 할 수 있는가를 나타낸 척도이며, 전기전도도의 범위에 따라서 재료들의 종류를 나눌 수 있다. 금속과 반도체의 전기전도도가 차이가 나는 이유는 전자 에너지 밴드의 구조가 다르기 때문에 금속의 경우, 가득 차있는 상태의 전자가 빈 에너지 준위로 여기하기 위해 아주 적은 에너지를 필요로 하여 전기전도도가 높다. 반도체의 경우 가전자대와 전도대 사이에 에너지 밴드 갭이 존재하여 전자가 여기되기 위해서는 에너지 밴드 갭을 뛰어넘어 전도대로 이동하여야 하기 때문에 더 큰 에너지를 필요로 한다. 그래서 상대적으로 금속보다 전기전도도가 낮다. 온도가 증가할 경우에는, 금속은 열진동과 격자불규칙성이 더 커져 전기 전도에 대하여 산란 중심체 역할을 하여서 전기전도도는 감소한다. 반도체도 역시 금속처럼 온도가 올라갈수록 열진동과 격자 불규칙성이 커지나, 가전자대에서 전도대로 전자가 여기하는데 소요되는 열에너지를 더 많이 공급하게 되어 여기되는 농도가 훨씬 증가하여 전기전도도는 증가한다

목차

▶ 재료의 관점에서 본 전기전도도의 의미

▶ 재료의 종류에 따라 전기전도도가 차이가 있는 이유 (Metal과 Semiconductor)

금속의 경우,

반도체의 경우,

▶ 온도가 변할 때 나타나는 전기전도도 변화 경향과 재료의 종류와의 관계
( Metal과 Semiconductor )

금속의 경우,

반도체의 경우,

▶ Reference

본문내용

전기전도도란 재료가 전류를 얼마나 잘 흐르게 할 수 있는가를 나타낸 척도이며, 전기전도도의 범위에 따라서 재료들의 종류를 나눌 수 있다. 금속과 반도체의 전기전도도가 차이가 나는 이유는 전자 에너지 밴드의 구조가 다르기 때문에 금속의 경우, 가득 차있는 상태의 전자가 빈 에너지 준위로 여기하기 위해 아주 적은 에너지를 필요로 하여 전기전도도가 높다. 반도체의 경우 가전자대와 전도대 사이에 에너지 밴드 갭이 존재하여 전자가 여기되기 위해서는 에너지 밴드 갭을 뛰어넘어 전도대로 이동하여야 하기 때문에 더 큰 에너지를 필요로 한다. 그래서 상대적으로 금속보다 전기전도도가 낮다. 온도가 증가할 경우에는, 금속은 열진동과 격자불규칙성이 더 커져 전기 전도에 대하여 산란 중심체 역할을 하여서 전기전도도는 감소한다. 반도체도 역시 금속처럼 온도가 올라갈수록 열진동과 격자 불규칙성이 커지나, 가전자대에서 전도대로 전자가 여기하는데 소요되는 열에너지를 더 많이 공급하게 되어 여기되는 농도가 훨씬 증가하여 전기전도도는 증가한다.
▶ 재료의 관점에서 본 전기전도도의 의미
전기전도도(electrical conductivity, σ)는 재료의 전기적 특성을 명시하기 위하여 사용하는 것으로 단순히 비저항의 역수로서 표현될 수 있다. <>
또한 전기전도도는 재료가 전류를 얼마나 잘 흐르게 할 수 있는가를 나타내는 척도이다. σ의 단위는 (Ωm)-1 또는 mho/m로 표시한다.
고체재료는 작게는 10-20(Ωm)-1에서 크게는 107(Ωm)-1 정도까지 광범위한 범위의 전기 전도도를 나타내고 있는데, 아마도 어느 물리적 특성도 이와 같이 넓은 법위에 걸친 변화를 보이는 것은 없을 것이다. 실제로 고체 재료를 분류하는 한 가지 방법은 재료가 전류를 얼마나 잘 흐르게 할 수 있느냐에 의한다.

참고 자료

- Fundamentals of Materials Science Engineering (2nd Edition) - Wiliam D.
- 두산 대 백과사전 EnCyber and EnCyber.com < 전기전도도, 페르미에너지 >
- http://icm.re.kr (재료연구정보센터: Information Center for Materials)