Tous les matériaux sont composés d'atomes. L'arrangement des atomes détermine leur réponse à la conduction électrique. Les matériaux qui ne conduisent pas l'électricité sont classés comme isolants et ceux qui conduisent sont appelés conducteurs. Les conducteurs permettent à l'électricité de traverser facilement. Les supraconducteurs ont une résistance nulle, généralement à basse température. Des similitudes existent entre les isolants et les conducteurs en termes de structure, de dureté et de douceur, de densité et de dopage, lorsqu'un autre élément ou composé est incorporé dans un isolant ou un conducteur pour modifier son comportement électrique. Le dopage peut transformer un conducteur en isolateur et vice versa.

Structure

Tous les matériaux sont constitués d'atomes disposés de différentes façons. Les conducteurs et les isolateurs partagent cette ressemblance ultime au niveau atomique. Par exemple, le bois, un isolant, est constitué d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène disposés dans une structure particulière pour donner le matériau appelé bois. Un matériau comme l'oxyde de niobium, un conducteur, contient des atomes de niobium et d'oxygène. Ici, la structure est différente, mais les éléments de base des conducteurs et des isolateurs sont des atomes.

Dureté et douceur

La dureté et la douceur sont des caractéristiques communes aux conducteurs et aux isolateurs. Par exemple, le soufre est un isolant et est doux. Le sodium, un métal, est un conducteur et est également doux. Sur le côté difficile, nous avons le fer, qui est un conducteur, et le verre, qui est un isolant dur.

Densité

La densité est une mesure de la lourdeur d'un matériau ou de son degré de compactage les atomes sont. Les matériaux à haute densité peuvent exister en tant que conducteurs ou isolants. Par exemple, le plomb, un conducteur, est un matériau à haute densité. Il en va de même de l'oxyde de plomb, un isolant.

Dopage

Un dopage approprié d'un isolant peut en faire un semi-conducteur ou même un supraconducteur. Un exemple est l'oxyde de cuivre lanthane, un isolant céramique. En 1986, George Bednorz et Alex Muller l'ont dopé avec un peu de Baryum et il est devenu supraconducteur avec une température de transition élevée. Ils ont reçu le prix Nobel de physique en 1987 pour cette astuce chimique consistant à convertir un isolant en supraconducteur par dopage. De même, un conducteur peut devenir un isolant par dopage. L'aluminium est un conducteur. Le dopage de l'aluminium avec de l'oxygène donne de l'oxyde d'aluminium, un isolant.