La conduttività dei materiali è influenzata da diversi fattori.
La comprensione di questi fattori può aiutare a selezionare i materiali giusti per applicazioni specifiche.
Cosa influenza la conduttività dei materiali? 5 fattori chiave da considerare
1. Concentrazioni e tipi di ioni
Le concentrazioni di ioni svolgono un ruolo significativo nella conducibilità dei materiali.
Anche i diversi tipi di ioni presenti in una soluzione possono influenzare la conduttività.
2. La temperatura
La temperatura è un altro fattore cruciale che influenza la conduttività dei materiali.
Nel caso delle proprietà elettriche, la temperatura può alterare in modo significativo la conduttività di un film sottile.
3. Proprietà del materiale
Il materiale del film (metallo, semiconduttore o isolante) e il substrato influenzano la conduttività.
L'effetto dimensionale è importante: i portatori di carica in un film sottile hanno un percorso libero medio più breve rispetto ai materiali sfusi.
Ciò comporta una riduzione della conducibilità elettrica a causa di un maggior numero di punti di dispersione, come i difetti strutturali e i confini dei grani.
4. Proprietà magnetiche
I materiali magnetici generano calore attraverso le correnti parassite e l'effetto isteresi.
Questi materiali perdono le loro proprietà magnetiche a una temperatura specifica, nota come punto di Curie.
La resistenza dei materiali magnetici si misura in termini di permeabilità: i materiali non magnetici hanno una permeabilità pari a 1, mentre i materiali magnetici hanno una permeabilità che può arrivare a 500.
5. Struttura a bande
La struttura a bande di un materiale è un fattore significativo della conduttività.
I conduttori hanno una differenza di energia molto bassa tra i livelli energetici parzialmente riempiti e quelli vuoti, consentendo una facile mobilità degli elettroni.
Gli isolanti presentano un band gap proibito tra la banda di valenza e la banda di conduzione, impedendo la trasmissione degli elettroni.
I semiconduttori hanno un band gap più piccolo rispetto agli isolanti e la loro conduttività è direttamente correlata alla temperatura.
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