재료의 전기전도도 실험

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재료의 전기전도도 측정 실험 레포트 입니다.

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본문내용

위의 표와 그래프에서 알 수 있듯이 온도의 증가에 따라, 저항의 값이 전반적으로 증가하는 것(첫번째 값을 제외한)을 보아, 온도에 따른 저항이 비례 관계임을 알 수 있고, 금속의 전형적인 특성을 갖는 물질이라고 추측할 수 있다.
- 결과에 대한 결론
먼저, 시편 A와 B를 각각 반도체와 금속의 시편이라고 추측할 수 있다. 반도체는 예비 레포트에 조사하였던 바와 같이 Band Gap이 존재하는데, 이 밴드 갭의 에너지를 넘을 수 있는 전자들만이 전기 전도에 기여할 수 있다. 따라서 시편을 가열하기 전에 밴드 갭 에너지를 뛰어넘는 전자들이 거의 없어 부도체적인 거동을 보이지만, 시편을 가열하기 시작하면 Thermal Energy에 의해 밴드갭 에너지를 뛰어넘을 수 있는 전자들이 많아지게 되며, 따라서 Electrical conductivity에 기여하는 전자들의 수가 많아지게 되어, 전류가 잘 흐르게 되고, 따라서 저항 값은 감소하게 된다.
시편 B는 측정 저항 값부터 kΩ으로 매우 작으며, 이는 전형적인 도체, 즉 금속의 특징이라 볼 수 있다. 금속에는 상당히 많은 자유전자가 존재하여 상온에서도 전류가 잘 흐른다. 그런데 반도체와는 다르게 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 상승하게 되는데, 이는 온도 증가에 따라 열 진동 (Thermal vibration) 과 격자 구조 내에서의 불규칙성 (vacancy에 의한 diffusion) 이 증가하며, 따라서 이 같은 요인들이 전자의 흐름을 제한하기 되기 때문에, 결과적으로 저항 값이 상승하게 되어 흐르는 전류가 감소하게 된다.

참고 자료

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