Alle materialen zijn opgebouwd uit atomen. De ordening van de atomen bepaalt hun reactie op elektriciteitsgeleiding. Materialen die geen elektriciteit geleiden worden geclassificeerd als isolatoren en degenen die zich gedragen, worden geleiders genoemd. Geleiders laten volledig elektriciteit eenvoudig door. Supergeleiders hebben geen weerstand, meestal bij lage temperaturen. Gelijkenissen bestaan ​​tussen isolatoren en geleiders in termen van structuur, hardheid en zachtheid, dichtheid en dotering, wat het geval is wanneer een ander element of andere verbinding is opgenomen in een isolator of een geleider om het elektrische gedrag ervan te veranderen. Doping kan een geleider in een isolator veranderen en omgekeerd.

Structuur

Alle materialen zijn opgebouwd uit atomen die op veel verschillende manieren gerangschikt zijn. Geleiders en isolatoren delen deze ultieme gelijkenis op atomair niveau. Hout, een isolator, is bijvoorbeeld opgebouwd uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen gerangschikt in een bepaalde structuur om het materiaal dat hout wordt genoemd te geven. Een materiaal zoals niobiumoxide, een geleider, bevat atomen van niobium en zuurstof. Hier is de structuur anders, maar de basisbouwsteen in geleiders en isolatoren zijn atomen.

Hardheid en zachtheid

Hardheid en zachtheid zijn kenmerken die worden gedeeld door geleiders en isolatoren. Zwavel is bijvoorbeeld een isolator en is zacht. Natrium, een metaal, is een geleider en is ook zacht. Aan de harde kant hebben we Iron, dat een geleider is, en glas, wat een harde isolator is.

Dichtheid

Dichtheid is een maat voor hoe zwaar een materiaal is of hoe dicht verpakt de atomen zijn. Materialen met hoge dichtheid kunnen bestaan ​​als geleiders of isolatoren. Bijvoorbeeld, lood, een geleider, is een materiaal met hoge dichtheid. Hetzelfde geldt voor loodoxide, een isolator.

Dopinggebruik

Een geschikte dotering van een isolator kan een halfgeleider of zelfs een supergeleider maken. Een voorbeeld is lanthaan koperoxide, een keramische isolator. In 1986 hebben George Bednorz en Alex Muller het met een beetje Barium gedoteerd en het werd een supergeleider met een hoge overgangstemperatuur. Ze kregen de Nobelprijs voor natuurkunde in 1987 voor die chemische truc van het omzetten van een isolator in een supergeleider via doping. Op dezelfde manier kan een geleider worden gemaakt om een ​​isolator te worden door middel van doping. Aluminium is een geleider. Doping aluminium met zuurstof geeft aluminiumoxide, een isolator.