什么是“半导体”和“超导体”？

半导体（ semiconductor）指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。

超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于一个极小值，可以认为电阻为零。

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料被发现，另一方面，对超导机理的研究也有一定进展。

扩展资料：

超导体基本特性：

一、完全导电性

完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。

二、完全抗磁性

完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。

三、通量量子化

通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。

参考资料来源：

百度百科—超导体

百度百科—半导体

超导体就是电阻为零的导体，实际尚未发现，现在所谓的超导体为那类电阻非常小的导体的简称

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，叫做半导体。

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件（热敏电阻）；利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的性质，如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管等。

把一块半导体的一边制成P型区，另一边制成N型区，则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层，一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用（用黑色箭头表示）。中间部分为PN结的形成过程，示意载流子的扩散作用大于漂移作用（用蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场的方向）。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

来自比萨，Jyväskylä，San Sebastian和MIT的一组研究人员已经证明了如何利用由超导体和磁铁组成的异质结构来产生半导体二极管中的单向电流。

然而，这些新型超导二极管的工作温度远低于半导体二极管，因此在量子技术中很有用。

量子技术电子学

我们的大多数日常电子设备，如收音机、逻辑元件或太阳能电池板，都依赖于二极管，其中电流可以主要沿一个方向流动。这种二极管依赖于半导体系统的电子特性，这些特性在未来量子技术所需的超低亚开尔文温度下停止工作。超导体是电阻率通常为零的金属，但与其他金属接触时，可以表现出高接触电阻。

这可以从能隙中理解，能量间隙表明超导体中形成的电子激发的禁区。它类似于半导体中的能隙，但通常要小得多。虽然这种间隙的存在已经存在了几十年，但以前没有观察到类似二极管的特征，因为它需要打破触点电流 - 电压特性的通常鲁棒对称性。

这项新工作展示了如何在适当放置在结中的铁磁绝缘体的帮助下打破这种对称性。由于当今量子技术研究的很大一部分是基于在超低温下运行的超导材料，因此这种创新对他们来说很容易获得。

协作的力量

该研究结果是作为SUPERTED项目的一部分进行的，该项目由欧盟的未来和新兴技术（FET Open）资助。该项目旨在创建世界上第一个基于超导体/磁体异质结构的电磁辐射超导热电探测器。

“实际上，发现二极管功能是一个令人惊喜的惊喜，这是对SUPERTED样品进行彻底表征的结果，”来自Istituto Nanoscienze-CNR和比萨Scuola Normale Superiore（SNS）的Elia Strambini解释说，他做出了最初的发现。

来自Istituto Nanoscienze的Francesco Giazotto-CNR和SNS领导了实验工作，他说，他认为“这一发现对于量子技术中的几项任务来说是有希望的，比如电流整流或电流限制。

来自于韦斯屈莱大学的Tero Heikkilä教授致力于研究效果背后的理论。他说：“这一发现显示了不同类型的研究人员之间合作的力量，从材料科学到超导电子学和理论。没有欧洲的支持，这种合作就不会发生。

该研究发表在 Nature Communications 上。

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