絕緣體

我們用橡膠把導線包起來，把電力線架在玻璃或陶瓷上，相信電流會乖乖待在我們要它待的地方。那些拒絕讓電流通過的材料就是絕緣體，我們每天都靠它們來保障安全。在這份日常的可靠背後，藏著一個乾淨的電子學原因，根植於它們的能帶是如何被填充的。

絕緣體是這樣一種材料：它最高的那條被占據的能帶——價帶——被完全填滿，而上面的下一條能帶是空的，兩者之間隔著一道很大的能隙。由於下面那條能帶塞得嚴嚴實實，裡面的電子附近沒有空態可以挪過去，而能隙又寬得遠非尋常的熱或適中的電壓所能把它們抬過去。既然沒有電子能夠自由遊蕩，就基本上沒有電流流動。

絕緣體之所以重要，是因為正是它們讓「受控的電」成為可能：沒有好的絕緣體，就不會有安全的布線、不會有電容器、不會有晶片。誠實的提醒是：沒有哪種絕緣體是完美的——用足夠高的電壓使勁一推，哪怕最好的絕緣體也會突然擊穿、導起電來，有時還是毀滅性的。絕緣體和半導體之間的界線也只是程度之別，而非種類之別：歸根結底，就看那道能隙有多大。