请用量子力学解释材料为何有导体,半导体,绝缘体之分

Question

请用量子力学解释材料为何有导体,半导体,绝缘体之分

Answer 1

导体
导体:导体是能导电的物体,金属导体里面有自由运动的电子,导电的原因是自由电子.半导体随温度其电阻率逐渐变小,导电性能大大提高,导电原因是半导体内的空穴和电子对.
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等.
我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷,橡胶等等,称为绝缘体.而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体.可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体.在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,而在金属内部自由移动,这种电子叫做自由电子.金属导电,靠的就是自由电子.
与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可.
绝缘体
不善于传导电流的物质称为绝缘体,绝缘体又称为电介质.它们的电阻率极高.
绝缘体的种类很多,固体的如塑料、橡胶、玻璃,陶瓷等；液体的如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等；气体的如空气、二氧化碳、六氟化硫等.
绝缘体在某些外界条件,如加热、加高压等影响下,会被“击穿”,而转化为导体.在未被击穿之前,绝缘体也不是绝对不导电的物体.如果在绝缘材料两端施加电压,材料中将会出现微弱的电流.
绝缘材料中通常只有微量的自由电子,在未被击穿前参加导电的带电粒子主要是由热运动而离解出来的本征离子和杂质粒子.绝缘体的电学性质反映在电导、极化、损耗和击穿等过程中.
导体和绝缘体没有绝对的区分
通常根据生活经验
一般几十万欧姆的认为是绝缘体
几万以下的是导体
半导体介于二者间
但并不绝对......