هناك علاقة معينة بين الموصلية والتوصيل الحراري للمواد. الموصلية هي قدرة المادة على توصيل التيار، في حين أن الموصلية الحرارية هي قدرة المادة على توصيل الحرارة. ترتبط هاتان الخاصيتان بالتوصيل الإلكتروني والحرارة داخل المادة.
بشكل عام، ترتبط كل من الموصلية والتوصيل الحراري بكثافة الإلكترونات الحرة في المادة. في المعادن، تشكل إلكترونات التكافؤ في الذرات غازًا إلكترونيًا عالي الحركة. يمكن لهذه الإلكترونات الحرة نقل التيار والحرارة بحرية، مما يؤدي إلى موصلية عالية وموصلية حرارية للمعدن.
بالمقارنة مع المعادن، فإن العوازل وأشباه الموصلات لديها موصلية ضعيفة وموصلية حرارية. في العوازل، يمكن أن يكون هناك عدد قليل من الإلكترونات الحرة، ولكن كثافتها منخفضة جدًا، مما يؤدي إلى ضعف توصيل التيار والحرارة. تتميز أشباه الموصلات بالتوصيل والتوصيل الحراري بين العوازل والمعادن. في أشباه الموصلات، يمكن تغيير موصلية الإلكترونات بشكل كبير عن طريق التغيرات في المجال الكهربائي المطبق أو درجة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر هيكل الشبكة وعيوب المواد أيضًا على موصليتها وموصليتها الحرارية. تلعب سلامة ودورية بنية الشبكة دورًا مهمًا في نقل الإلكترونات والحرارة. ويمكن لمواقع العيوب مثل العيوب والشوائب والواجهات أن تبعثر الإلكترونات والإلكترونات الساخنة، مما يؤدي إلى تقليل التوصيل والتوصيل الحراري.
باختصار، العلاقة بين جيمكن أن تعزى الموصلية والتوصيل الحراري إلى وجود الإلكترونات الحرة وقابليتها للانتقال في المواد. تتمتع المعادن بموصلية عالية وموصلية حرارية بسبب كثافتها الإلكترونية الحرة العالية وخصائص نقل الإلكترون الممتازة. الموصلية والتوصيل الحراري للعوازل وأشباه الموصلات ضعيفة ومحدودة بعدد الإلكترونات الحرة وحركتها. لذلك، تتأثر الموصلية والتوصيل الحراري للمواد بعوامل مثل تركيب المادة، وبنية الشبكة، والعيوب.
