Teoretiskt:
* perfekt isolator: Enligt klassisk fysik upphör all atomrörelse vid absolut noll. Detta innebär att elektroner inom halvledarens kristallgitter skulle vara helt orörliga, vilket leder till noll elektrisk konduktivitet. I teorin bör materialet bete sig som en perfekt isolator.
verklighet:
* kvanteffekter: Kvantmekanik introducerar en rynka till den här bilden. Även vid Absolute Zero har elektroner fortfarande en liten mängd energi som kallas "nollpunktsenergi." Denna energi är inte tillräcklig för att locka elektroner i ledningsbandet, men det kan påverka deras beteende.
* föroreningar och defekter: Verklig halvledare har alltid föroreningar och defekter inom sin kristallstruktur. Dessa brister kan fungera som lokaliserade energinivåer, vilket gör att vissa elektroner kan få tillräckligt med energi för att utföra, även vid absolut noll.
Implikationer:
* icke-nollkonduktivitet: Även om extremt låg kan halvledare fortfarande uppvisa en liten mängd elektrisk konduktivitet vid absolut noll på grund av kvanteffekter och föroreningar. Detta kallas "restkonduktivitet."
* superledningsförmåga: Vissa halvledare uppvisar superledningsförmåga vid mycket låga temperaturer, inklusive absolut noll. Detta är ett fenomen där elektroner flödar med nollmotstånd, helt förändrar materialets elektriska egenskaper.
Sammanfattningsvis:
* Klassisk förutsägelse: Perfekt isolator.
* Kvantverklighet: Icke-noll konduktivitet på grund av nollpunktsenergi och föroreningar.
* Potential för superledningsförmåga: Vissa halvledare blir superledare vid mycket låga temperaturer.
Det är viktigt att komma ihåg:
* Att nå absolut noll är praktiskt taget omöjligt.
* Halvledarnas beteende vid dessa extremt låga temperaturer är mycket komplicerat och påverkas av olika faktorer, inklusive det specifika materialet och dess föroreningar.
* Kvanteffekter spelar en dominerande roll för att förstå de elektriska egenskaperna hos halvledare vid absolut noll.
