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超導體是什麼?跟半導體的差異?
超導體 (Superconductor) 是一種在被冷卻到超低的溫度時,電流可以在電阻為零的情況下通過材料
半導體 (Semiconductor) 是一種可以透過施加電壓來調整導電性,從而控制電流的流通或中斷的材料
電流可以通過導體、半導體但過程中會有電阻,所以通電時會有發熱 (能源耗損)
超導體並不是指特定一種材料,而是任何材料只要能達到以下條件都能被稱為超導體
- 電阻為0
- 邁斯納效應 (Meissner Effect):完全抗磁性,磁場無法穿透,超導體放到磁鐵上會飄起來
為何常溫常壓超導體備受關注?
超導體早在1911年就被發現,因為過去超導體的材料必須在極低溫下進行,無法應用在日常生活中
經過長時間研究,科學家不停嘗試找出在相對高溫下可產生超導現象的「高溫超導體」,但可使導體電阻轉為零的臨界溫度「最高溫」仍在攝氏零下70度以下
而常溫常壓超導體是可以在常溫、常壓下就能達到超導現象,這就能夠運用在我們日常生活中
超導體的超導溫度是一個關鍵的參數
高溫超導體指的是超導溫度較高,通常在液態氮溫度以下(約77K或-196°C)
低溫超導體則是指超導溫度較低,需要使用更低的溫度,如液態氦溫度以下(約4K或-269°C)
0°C = 273K;外太空在3K左右;0K = 絕對零度
超導體能做什麼?
超導體的電阻為 0,它可以讓電流在其內部流動而不產生能量損失
超導體在科學和工程領域有許多重要的應用,主要受惠於超低電阻性質
電力傳輸:超導體的零電阻特性使得它們在電力傳輸中可以大大減少能量損耗。這意味著更高效的電力傳輸和更少的能源浪費,特別是在大規模電力網絡中。
磁懸浮:超導磁體可以應用於磁懸浮系統,例如高速列車和磁浮滑板,通過將載具懸浮在磁場中,可以降低摩擦阻力,實現高速運動。
還可以應用在量子電腦、量子通訊、電子元件、磁振造影(MRI)等…
我的投資想法
台積電會不會受影響?
想太多,半導體跟超導體應用完全不同
半導體是刻意讓它在某些條件具備導電與不導電特性
而超導體指材料上跑電完全不會有阻抗
我們用的電子產品還是會需要用到半導體
舉個例子:
半導體就像水龍頭開關,可以決定是否放水
超導體就像一條直水管,水在裡面流完全沒阻力
水管可以取代水龍頭?
相關美國公司
超導體材料製造商:
● American Superconductor Corporation (AMSC)
專注於超導技術的研究、開發並提供多樣超導產品,例如:超導電力零件和系統、超導發電機及超導橋路和磁浮技術等…
● Superconductor Technologies Inc. (SCON)
公司專注於超導體相關技術的研究,包含高溫超導(High-Temperature Superconductor,HTS)材料開發、超導電感技術、磁共振(MRI)電源技術
● Bruker Corporation (BRKR)
公司有兩個部門,Bruker科學儀器、Bruker能源和Supercon科技,提供高低溫超導材料和設備
半導體和電子元件公司:
● Applied Materials, Inc. (AMAT):儀器製造商,提供半導體和平板顯示器製造設備,可能涉足超導體相關技術。
● Intel Corporation (INTC):半導體製造商,可能進行超導體研究或投資。
醫療設備公司:
● General Electric Company (GE):GE Healthcare部門製造磁共振成像(MRI)設備,其中可能使用超導體技術。
量子計算和量子通信公司:
● IBM Corporation (IBM):IBM Quantum計算項目進行量子計算研究,可能涉足超導體技術。