Elektrický proud v pevných látkách

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Elektrický proud v pevných látkách může protékat, ale nemusí. Důležitou podmínkou vedení elektrického proudu je přítomnost volných částic s elektrickým nábojem.

Pevné látky se podle schopnosti vést elektrický proud dělí na vodiče, izolanty a polovodiče.

V kovech je proud přenášen volnými elektrony, tzv. vodivostními elektrony. Ty vzniknou uvolněním jednoho nebo více elektronů z atomů (oproti izolantům je tento počet výrazně vyšší). Zbývající elektrony vázané v atomech nebo iontech se elektrického proudu neúčastní.

V supravodičích proud přenášejí tzv. Cooperovy páry, což jsou dvojice elektronů s opačným spinem. Přenos náboje je kvalitativně jiný než v případě samostatných volných elektronů a rezistivita je nulová.

Elektrický proud v polovodičích je přenášen volnými elektrony a kladnými dírami; jejich počet lze ovlivňovat vnějšími podmínkami. Za určitých podmínek se v polovodičích volné nabité částice vyskytují jen v malém množství - vodivost je nízká, dodáním energie z vnějšku (např. teplem, světlem) lze díky zvýšenému tepelnému pohybu uvolnit některé elektrony z atomů - vodivost se zvýší. Místo, které zůstane po uvolněném elektronu se označuje jako kladná díra - vykazuje kladný náboj (kladný elektrický potenciál) a chová se jako částice (např. se pohybuje). V příměsových polovodičích se vodivostní elektrony nebo kladné díry vytvářejí pomocí příměsí.

Nositeli náboje mohou být i ionty — to platí v tzv. superiontových vodičích. Může se jednat např. o protony (kladné ionty vodíku) nebo o ionty O+. Superiontové vodiče se používají např. jako polopropustné membrány nebo v palivových článcích.

Izolanty nevedou elektrický proud, protože se v nich nevyskytují volné částice s elektrickým nábojem, nebo se vyskytují v zanedbatelném množství. Ionizační energie izolantů je relativně vysoká. Za izolanty se považují látky, jejichž rezistivita je řádově 106-krát vyšší než u vodičů.


Související články[editovat | editovat zdroj]