我们每天都在使用绝缘体，从锅柄到地下管道涂层。另一方面，半导体材料主要用于电子器件，在我国电子工业中有着广泛的应用。

绝缘体(insulator) vs. 半导体(semiconductor)

绝缘体和半导体的区别在于它们的导电率不同。在绝缘体的价带和导带之间有一个巨大的间隙，阻止了自由电子导电。另一方面，半导体的带隙比绝缘体小，而绝缘体可以被高能电子克服。

绝缘体是热和电的不良导体。它们的电阻很高，因此电流不能通过它们。主要用于绝缘导线。它们在两个导电体之间形成屏障，以防止短路和事故。一些常见的绝缘材料是纸、木头、橡塑等。

半导体的导电性适中。它们的抗电性可以通过添加杂质来改变。这个过程叫做掺杂。少量的杂质会导致巨大的导电差异。半导体可以是纯的，如锗和硅，也可以是化合物，如砷化镓或硒化镉。

绝缘体与半导体对比表

什么是绝缘体(insulator)？

一种导热性或导电性很差的材料叫做绝缘体。它的电导很低。传导是电流容易流过它们的特性。绝缘体中有一个由8个电子组成的完整价带。因此，没有自由载流子导电。

根据能带理论，有一个6eV到10eV的巨大带隙，不允许电子从价带跳到导带。它们有一个充满的价带和一个空的导带。他们有很高的电阻，因为没有电流可以通过他们。随着温度的升高，绝缘体的电阻率降低。温度会导致共价键的松动，从而增加载流子的数量。

在绝对零温度下，绝缘体的电阻增大。有许多类型的绝缘体，如声绝缘体，热绝缘体，电绝缘体取决于使用领域的材料。针形绝缘子是最早使用的绝缘子。真空也是绝缘体。这是因为那里没有承运人。绝缘体的一些例子是橡胶、塑料等。

什么是半导体(semiconductor)？

导电水平介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。在半导体晶体中加入少量杂质可以改变电导的大小。有硅、锗等纯半导体晶体，也有砷化镓、硒化镉等化合物半导体。

在现代电子工业中有着巨大应用的半导体主要有两种。它们是本征半导体（Si和Ge）和非本征半导体（n型和p型）。n型非本征半导体是在纯Si或Ge中加入Ⅲ族元素形成的。这些杂质称为供体。p型非本征半导体是在纯Si或Ge中加入V族元素形成的。这些杂质被称为受体。

它们有两种类型的载流子，即电是由空穴和电子传导的。它们的电导在10-7到10-13mho/m之间。它们有一个中等能量的带隙，被电子覆盖以移动到导带。它们的价带部分被4个电子填满。它们有共价键。

在绝对零度温度下，它们失去电导性质，完全变成绝缘体。它们具有结构紧凑、使用寿命长、成本低等特点，是现代科技对它们的迫切要求。半导体在**二极管、晶体管、MOSFET等方面有着巨大的应用。

绝缘体和半导体的主要区别

1. 绝缘体和半导体的关键区别在于它们的导电范围。绝缘体的电导为10-13mho/m，而半导体的电导为10-7-10-13mho/m。
2. 它们具有不同的能带隙，即半导体的能带隙为1.2eV，绝缘体的能带隙为10eV。
3. 绝缘体中没有任何载流子，因此绝缘体中没有导电性；另一方面，半导体既有电子也有空穴可以导电。
4. 在绝对零度温度下，绝缘体的电阻增加，而半导体则完全失去电导，表现为绝缘体
5. 绝缘体只有共价键，而半导体中有离子键和共价键。
6. 绝缘体有一个完整的价壳层，半导体有一个由4个电子组成的部分填充的价壳层。
7. 绝缘体的电阻非常高，不允许电流或热量流过绝缘体，但半导体的电阻适中，允许电流流过，但有时会阻挡电流。

结论

绝缘体和半导体对我们的日常生活都有巨大的影响。它们在性质上的差异使它们在不同的生活领域中有用。绝缘体被用来切断热、电或声音的正常传导。半导体材料体积小，体积小，有利于**小型电路元件，而且使用寿命长。

参考

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b04187?casa_token=Udhvcpd5v4QAAAAA:JLS2H_D2xAnvWgO3b373dzQ-8TOgwXYYyKu5bszsg0-5cjpd0zaw4jzzkdjfctr8jnyjym4qmurocfq公司
2. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.27.7509