resistiviteet

Resistiviteetit kuvaavat materiaaliominaisuutta, joka määrittää kuinka voimakkaasti aine vastustaa sähkövirran kulkua. Resistiviteetti merkitään ρ ja sen SI-yksikkö on ohmi-metri Ω·m. Resistiviteetti on materiaaliin liittyvä ominaisuus, kun taas vastus R riippuu kappaleen geometriasta: R = ρ L / A, missä L on pituus ja A poikkipinta-ala. Käytännössä resistiviteettia käytetään kuvaamaan materiaalin luonteenomaista vastusta sähkövirralle itsessään.

Resistiviteetti riippuu lukuisista tekijöistä, kuten lämpötilasta, koostumuksesta, epäpuhtauksista, kiteisrakenteesta ja faasista. Yleensä metallien resistiviteetti kasvaa lämpötilan noustessa (lämpötilakerroin α on positiivinen). Puolijohteilla ja eristeillä resistiviteetti voi käyttäytyä monimutkaisesti: se voi laskea tai nousta riippuen lämpötilasta ja dopingin määrästä. Resistiviteetti voi myös vaihdella anisotrooppisesti kristallirakenteessa, jolloin ρ ei ole skalaari, vaan ρij-tyyppinen tensori.

Mittausten näkökulmasta resistiviteetti voidaan ilmoittaa sekä bulk-arvona että pinnallisena resistiviteettina. Bulk-resistiviteetti ρ mitataan kappaleen geometrian mukaan, kun taas pinnallinen resistiviteetti (Ω/□) kuvaa ohuita kalvoja tai pintoja. Anisotrooppisissa materiaaleissa voi tarvita useita suuntia kuvaavaa arvoa.

Typilliset arvot vaihtelevat suuresti: metallien resistiviteetti on noin 10^-8 Ω·m (esim. kupari noin 1.68×10^-8 Ω·m), kun puolijohteiden ja eristeiden arvoihin vaikuttavat dopingi tai rakenne, ja ne voivat olla useita järjestelmiä suurempia tai pienempiä sekä lämpötilasta riippuen. Resistiviteettia kuvataan siis sekä materiaalin ominaisuutena että sen lämpötilan ja koostumuksen vaikutuksista riippuvaisena ilmiönä.

Sovelluksissa resistiviteettiä käytetään materiaalivalinnoissa, elektronisessa suunnittelussa sekä geofysikaalisissa mittauksissa, kuten resistiviteettikartoituksissa ja sähköinen resistiviteetti-tomografiassa.