재료(금속)별 전기전도도

소개글

실험제목 : 재료의 전기 전도도

목차

1. 실험제목
2. 실험목표
3. 이론
Reference

본문내용

1. 실험제목 : 재료의 전기 전도도

2. 실험목표
① 재료의 전기전도도 측정방법 습득
② 금속과 반도체의 전기전도도 비교
③ 온도에 따른 전기전도도 변화 고찰

3. 이론
- 전기전도율(electrical conductivity) σ는 재료의 전기적 특성을 명시하기 위하여 자수 자양된다. 전도율(전도도) σ는 간단하게 비처항의 역수로 다음과 같이 표현된다. σ=1/P 또한 전도율은 재료가 전류를 얼마나 용이하게 흐르게 할 수 있는가를 나타내는 척도이다. 단위는 (Ω‐m)-1, mho/m로 표시된다.
실제로 고체 재료를 분류하는 한 가지 방법은 재료가 전류를 얼마나 용이하게 흐르게 할 수 있느냐에 의한다. 이러한 분류 방법에 의하면 재료는 전도체, 반도체 부도체의 3가지로 구분하게 된다. 금속(metal)은 양호한 전도체 이며 전형적으로 10-7(Ω‐m)-1 의 전도율을 나타낸다. 이에 대응되는 극단적 경우로 10-10~10-20(Ω‐m)-1 범위에 걸친 값을 가진 극히 낮은 전도율을 나타내는 재료가 있는데, 이것은 부도체(insulator)라고 한다. 또한 두 재료의 중간되는 전도율, 즉 10-6~104(Ω‐m)-1 범위에 걸친 값을 나타내는 재료를 반도체(semiconductor)라고 한다.

(1)금속의 전기전도도
- 금속이 높은 전도율을 가지고 있는 것은 페르미 에너지(Ef)보다 높은 빈 에너지 준위로 많은 자유 전자가 여기(excitation)되기 때문이다(그림 18.5).
그림(18.5)에서 보인 것과 같은 페르미 에너지에 아주 가까이 있는 빈 에너지 준위로 전자가 점프하는 데는 아주 적은 에너지가 필요함을 알 수 있다. 일반적으로 외부 전기장에 의한 에너지는 많은 전하를 전도 상태의 준위로 들뜨게 하는 데 충분한 양이다. 즉 σ=n|e|μe에서의 n의 값이 커지기 때문이다. 금속의 전기전도를 비저항(전도율의 역수)의 관점에서 설명하는 것이 편리한데 그 이유는 다음과 같다

참고 자료

- Materials science and engineering / William D / 2004

- Structure and properties of engineering alloys / Smith / 2003

- 재료물리학(재료의 전자적 성질) / JAMES D.LIVINGSTON / 2006