1. 원자 구조 :
* 유리 전자 수 : 느슨하게 결합 된 전자 (예 :금속)를 갖는 재료는 전하를 운반 할 수있는 더 많은 자유 전자를 가지고 있습니다. 이 전자는 한 원자에서 다른 원자로 쉽게 이동하여 전류를 생성 할 수 있습니다.
* 원자 간격 : 도체에서 원자는 밀접하게 간격을 두어 더 쉬운 전자 호핑을 가능하게합니다. 절연체는 더 넓은 간격이있어 전자가 움직이기가 더 어려워집니다.
2. 밴드 구조 :
* 전도 및 원자가 밴드 : 고체에서 전자는 밴드라는 에너지 수준을 차지합니다. 전도 대역에는 자유 전자가 포함되어 있고, 원자가 밴드에는 결합 된 전자가 포함되어 있습니다. 이 밴드들 사이의 간격은 재료의 전도도를 결정합니다.
* 지휘자 : 겹치는 전도 및 원자가 밴드가있어 전자가 전도 대역으로 쉽게 이동하여 전류에 기여할 수 있습니다.
* 절연체 : 밴드 사이에 큰 차이가있어 전자를 전도 대역에 자극하기 위해 많은 에너지가 필요합니다.
* 반도체 : 절연체보다 간격이 작은 점을 가지므로 일부 전자가 특정 조건 하에서 전도 대역으로 이동하여 부분적으로 전도성이 있습니다.
3. 온도 :
* 온도 증가 : 금속의 경우 온도가 증가하면 원자의 진동이 증가하여 전자가 자유롭게 이동하기가 더 어려워 전도도가 낮아집니다.
* 온도 증가 : 반도체의 경우 온도가 증가하면 전도 대역에 더 많은 전자가 흥분하여 전도도가 증가합니다.
4. 불순물 및 결함 :
* 불순물 : 물질의 외래 원자는 전자의 산란 중심으로 작용하여 움직임을 방해하고 전도도를 줄일 수 있습니다.
* 결함 : 재료의 결정 구조에서의 결함은 또한 전자 흐름을 방해하여 전도도에 영향을 줄 수 있습니다.
예 :
* 금속 (좋은 도체) : 은, 구리, 금에는 많은 자유 전자와 저항이 낮아서 우수한 도체가됩니다.
* 절연체 (가난한 도체) : 유리, 고무, 플라스틱은 단단히 결합 된 전자와 높은 저항을 가지고있어 도체가 열악합니다.
* 반도체 (중간 도체) : 실리콘, 게르마늄은 밴드 구조를 변경하기 위해 불순물로 도핑에 의해 제어되는 중간 정도의 전도도를 가지고 있습니다.
요약 : 전기를 전도하는 재료의 능력은 원자 구조, 밴드 구조, 온도 및 불순물 또는 결함의 존재에 의해 결정됩니다. 이러한 요인들은 자유 전자의 가용성과 움직임에 영향을 미쳐 궁극적으로 재료의 전도도를 결정합니다.
