1. Structure atomique:
* Nombre d'électrons libres: Les matériaux avec des électrons lâchement liés (par exemple, les métaux) ont plus d'électrons libres disponibles pour transporter la charge. Ces électrons peuvent facilement passer d'un atome à un autre, créant un courant.
* Espacement atomique: Dans les conducteurs, les atomes sont étroitement espacés, permettant un saut d'électrons plus facile. Les isolants ont un espacement plus large, ce qui rend plus difficile le déplacement des électrons.
2. Structure de la bande:
* bandes de conduction et de valence: Dans les solides, les électrons occupent des niveaux d'énergie appelés bandes. La bande de conduction contient des électrons libres, tandis que la bande de valence contient des électrons liés. L'écart entre ces bandes détermine la conductivité du matériau:
* Conducteurs: Ont des bandes de conduction et de valence qui se chevauchent, permettant aux électrons de se déplacer facilement dans la bande de conduction et de contribuer au courant.
* Isolateurs: Ayez un grand écart entre les bandes, nécessitant beaucoup d'énergie pour exciter les électrons à la bande de conduction.
* semi-conducteurs: Ont un écart plus petit que les isolateurs, permettant à certains électrons de se déplacer dans la bande de conduction dans des conditions spécifiques, ce qui les rend partiellement conductrices.
3. Température:
* Température accrue: Pour les métaux, l'augmentation de la température augmente les vibrations des atomes, ce qui rend plus difficile pour les électrons de se déplacer librement, entraînant une conductivité plus faible.
* Température accrue: Pour les semi-conducteurs, l'augmentation de la température excite plus d'électrons à la bande de conduction, augmentant la conductivité.
4. Impuretés et défauts:
* impuretés: Les atomes étrangers dans un matériau peuvent agir comme des centres de diffusion d'électrons, entraver leur mouvement et réduire la conductivité.
* défauts: Les imperfections dans la structure cristalline d'un matériau peuvent également entraver le flux d'électrons, affectant la conductivité.
Exemples:
* métaux (bons conducteurs): L'argent, le cuivre, l'or ont de nombreux électrons libres et une faible résistance, ce qui en fait d'excellents conducteurs.
* isolatrices (mauvais conducteurs): Le verre, le caoutchouc, le plastique ont des électrons étroitement liés et une haute résistance, ce qui en fait de mauvais conducteurs.
* semi-conducteurs (conducteurs intermédiaires): Le silicium, le germanium a une conductivité modérée, contrôlée par le dopage avec des impuretés pour modifier leurs structures de bande.
en résumé: La capacité d'un matériau à conduire de l'électricité est déterminée par sa structure atomique, sa structure de bande, sa température et la présence d'impuretés ou de défauts. Ces facteurs influencent la disponibilité et le mouvement des électrons libres, déterminant finalement la conductivité du matériau.
