1. 원자 구조 :
- 재료의 저항은 전하 운반체 (일반적으로 전자)가 재료를 통과 할 때 경험하는 충돌 수에 직접 비례합니다.
- 재료의 원자 구조는 원자와 외부 전자 쉘의 밀도와 배열을 결정합니다.
- 외부 전자 (예 :금속 등)가 느슨하게 결합 된 재료는 전기장의 영향으로 더 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 충돌이 적고 전도도가 높아질 수 있기 때문에 저항이 낮습니다.
대조적으로, 외부 전자 (예 :절연체와 같은)가 단단히 결합 된 재료는 전자 이동을 제한하는 강한 정전기력으로 인해 더 높은 저항성을 가지며, 더 빈번한 충돌과 더 낮은 전도도를 초래합니다.
2. 결정 구조 :
- 재료의 결정 구조에서 원자의 배열도 저항에 영향을 미칩니다.
- 정기적으로 정렬 된 원자 배열을 갖는 결정질 물질은 비정질 물질 (정의 된 결정 구조가없는 것)보다 저항이 낮은 경향이있다.
- 결정질 구조에서, 원자의주기적인 배열은 전자 운동을위한 우선적 경로를 생성하여 충돌의 수를 줄이고 전도도를 증가시킨다.
반면에, 비정질 물질은보다 혼란스러운 원자 배열을 가지므로 더 불규칙한 전자 경로와 더 높은 저항을 초래합니다.
3. 불순물 및 결함 :
- 재료에 불순물과 결함이 있으면 저항에 크게 영향을 줄 수 있습니다.
- 전자 특성이 다른 불순물 원자는 재료의 원자의 정기적 인 배열을 방해하여 이동 전하 및 저항 증가를위한 산란 중심으로 작용할 수 있습니다.
- 결정 격자의 공석 또는 탈구와 같은 결함은 또한 전자 흐름을 방해하고 더 높은 저항에 기여할 수 있습니다.
반대로, 의도적으로 불순물 또는 결함의 도입은 반도체의 경우와 같이 특정 응용 분야의 재료의 저항을 제어하는 데 사용될 수 있습니다.
4. 온도 :
- 온도는 저항에서도 중요한 역할을합니다.
- 일반적으로, 대부분의 금속의 저항은 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 이는 온도가 높을수록 원자 진동이 증가하여 원자의 순서대로 배열을 방해하고 전자와 진동 원자 사이의 충돌 가능성을 증가시키기 때문입니다.
대조적으로, 반도체 및 절연체의 저항은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 재료에서 더 높은 온도는 추가적인 열 에너지를 제공하여 더 많은 충전 캐리어를 자유롭게하여 전체 전도도를 증가시킵니다.
전기 공학, 재료 과학 및 솔리드 스테이트 물리학을 포함한 다양한 과학 및 공학 분야에서 재료의 본질과 저항의 관계를 이해하는 것이 중요합니다. 도체, 절연체, 반도체 및 저항기와 같은 특정 응용 분야에 원하는 전기 특성을 갖는 재료의 선택 및 설계를 가능하게합니다.
