超导材料
    超导电性是卡末林·昂内斯（H．Kameligh Onnes）于1911年发现的。他在研究水银低温下的电阻时，发现当温度降低至4．2K以下时，水银的电阻突然消失，后来又相继发现十多种金属（如Nb、Tc、Pb、La、V、Ta）都具有这种现象。这种在超低温度下失去电阻的性质，称为超导电性，具有超超导电性的物质，称为超导体。电阻突然变为零的温度，称为临界温度，用T_c表示。T_c是物理常数，同一种材料在相同条件下，T_c为定值。T_c的高低是超导材料能否实际应用的关键。
    超导体的种类很多，已发现几十种金属以及大量的金属合金和化合物都具有超导性。超导磁体和超导电材料从20世纪60年代以来，获得高速发展，已成功应用于各个领域。例如，超导核磁共振成像装置是当今世界上最受重视的临床诊断手段；利用材料的超导电性，可使其载流能力高达10Acm，使超导电机的质量大为减轻，而输出功率大为增加。一个中型磁体，用常规电磁材料质量达20t，而超导磁体只有几千克。在列车和轨道上安装适当的磁体，利用同性磁场相斥，可使列车悬浮起来，称为超导磁体的磁悬浮列车。

半导体材料
    半导体材料是指室温电阻率在10^-4～10¹⁰Ω·m，处于导体（电阻率约为10^-4Ω·m）和绝缘体（大于等于10¹⁰Ω·m）之间的材料，已成为无线电电子技术、计算机技术和新能源技术等高新技术领域不可缺少的重要材料。
    根据能带理论，半导体禁带宽度较小，升温时或在光、电和磁效应下，价电子被激发，从满带进入空带，而在满带形成空穴，在外加加电场中，负的电子和正的空穴的逆向流动形成电流，从而导电。电子和空穴都称为“载流子”。以电子导电为主的半导体，称为n型半导体，空穴导电为主的半导体，称为p型半导体。
    高纯半导体材料的导电性能很差，常用“掺杂”改善其导电性能，掺人的杂质有两种类型：

    （1）施主杂质。进入半导体中给出杂质，故称“施主”。如在硅中掺入P或As，P和As有5个价电子，当它和周围的Si原子以共价键结合时，余出1个电子。这个电子在硅半导体内是自由的，可以导电，因此，这类半导体属于n型半导体，如图6－4所示。
    （2）受主杂质。能俘获半导体中自由电子的杂质，引起接受电子而称为“受主”。如在硅中掺入B，由于B原子只有3个价电子，比Si原子少一个价电子，因此在与周围的Si原子形成共价键时，其中一个键将缺少一个电子，价带中的电子容易跃迁进入而出现空穴。这类半导体为p型半导体，如图6－4所示。

    利用半导体电阻率随温度而变化的性质，做成各种热敏电阻，用于制作测温元件。利用光照射使半导体材料电导率增大的现象，做成光敏电阻，用于光电自动控制及光电材料，可用于图像静电复印。利用温差能使不同半导体材料间产生温差电动势，可以制作热电偶。半导体材料是制作太阳能电池所必需的材料。若在p型半导体表面沉积一层极薄的n型杂质层，组成pn结，在太阳光的照射下，光线能完全透过这一薄层，满带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，并在半导体中同时产生电子和空穴，电子移到n区，空穴移到p区，使n区带负电荷，p区带正电荷，形成光生电势差，如图6－5所示。利用光电效应，将太阳能转变为电能。