材料导电理论的内容是什么

电荷在电压的驱动下定向移动形成电流，电荷在介质中运动受到的阻碍就叫做电阻。1826年，德国物理学家欧姆发现：对于外形固定的导电介质，其两端电势差（电压）和通过的电流大小成正比，即欧姆定律：U=IR。因此可以把电阻定义为通电介质两端的电压与其通过的电流之比，即R=U/I。电阻的单位就是欧姆，为希腊字母Ω。如果剔除电阻中长度和横截面积等形状因素的影响，那么就可以得到只跟材料材质本身有关的物理量——电阻率，单位为欧姆*米，符号为Ω*m。

不同的材料电阻率一般不同，这是因为电阻率是由材料内部性质决定的。电荷在介质中运动会受到各种阻碍，比如材料内部原子的热振动、材料中的杂质和缺陷、材料内部的磁性结构等等。不同材料内部原子类型和排列方式多种多样，这将导致它们的电阻率不同。此外，外部环境如温度、压力、磁场等也会改变料内部的电子态，使得材料的电阻率发生变化。一些常见材料在室温下的电阻率如下（单位：微欧*米）：银 0.016、铜 0.0172、金 0.022、铝 0.029、锌 0.059、铁 0.0978、铅 0.206、汞 0.958、碳 25，白炽灯工作时电阻一般为0.1-2欧姆*米。根据材料电阻率从大到小，可以划分为绝缘体、半导体、导体和超导体。常见的绝缘体有玻璃、橡胶、陶瓷、塑料等。如果单纯用电阻率大小来划分的话，绝缘体和半导体、半导体和导体之间的界限并不是十分明确。比如说植物一般都属于绝缘体，但是植物的组织液里面也含有电解质可以导电，在通高压电状态下的植物同样可以观察到多彩美丽的电流。
区分导电介质的类型可通过电阻率随温度变化的行为来判断：随着温度的降低，到低温下电阻率迅速增加甚###急剧发散的一般为绝缘体；低温下电阻率不断呈指数增加的为半导体；电阻率随温度下降而逐渐下降###终在低温下达到饱和值的为导体；当温度下降到一D程度，电阻率突然降为零的为超导体。当然，如果要严格划分它们，则必须从微观的物理过程来定义。我们可以简单地理解如下：绝缘体中可以自由移动的电子非常少，而其中束缚电子运动的“暗礁”和“陷阱”非常多，要摆脱它们的束缚需要付出相当多的“买路财”——能量。电子在绝缘体中运动一般都只能从这个“陷阱”跳到另一个“陷阱”，因此整个跳跃过程需要付出巨大的能量。当冷却到低温时，大部分电子都“身陷囹圄”又难以获得能量来“越狱”而只能安分守己呆着不动，因此电阻率将会随温度降低而迅速增加；对于半导体，其中有一小部分电子可以自由移动，而相应的“陷阱”也要浅一些，因此电子在外部电场的驱动下可以略显艰难地定向移动；对于导体而言，其中含有大量的可以自由移动的电子，一旦外界电场建立形成电势差，就可以驱动这些电子定向移动形成电流，电子运动过程受到的阻碍大部分来自周围原子热振动的干扰和小部分崎岖坎坷的路面——材料中的杂质和缺陷等的影响。当导体被冷却到低温时，原子的热振动将大大减慢，电子运动将主要受到杂质和缺陷的影响，因此电阻率趋于一个###小值不变；对于超导体，在比较高的温度下其中电子运动行为和导体比较类似，但是一旦降到足够低的温度，一些电子将会“结伴而行”形成配对的电子对，这些电子对在运动过程中可以相互配合轻松地绕过杂质和缺陷的阻碍或者使它们受到阻碍的效果相互抵消，这样整体来看电子运动就是畅通无阻的“零电阻”状态。进入零电阻状态对应的温度叫做超导临界温度。