绝缘体

我们用橡胶把导线包起来，把电力线架在玻璃或陶瓷上，相信电流会乖乖待在我们要它待的地方。那些拒绝让电流通过的材料就是绝缘体，我们每天都靠它们来保障安全。在这份日常的可靠背后，藏着一个干净的电子学原因，根植于它们的能带是如何被填充的。

绝缘体是这样一种材料：它最高的那条被占据的能带——价带——被完全填满，而上面的下一条能带是空的，两者之间隔着一道很大的带隙。由于下面那条能带塞得严严实实，里面的电子附近没有空态可以挪过去，而带隙又宽得远非寻常的热或适中的电压所能把它们抬过去。既然没有电子能够自由游荡，就基本上没有电流流动。

绝缘体之所以重要，是因为正是它们让“受控的电”成为可能：没有好的绝缘体，就不会有安全的布线、不会有电容器、不会有芯片。诚实的提醒是：没有哪种绝缘体是完美的——用足够高的电压使劲一推，哪怕最好的绝缘体也会突然击穿、导起电来，有时还是毁灭性的。绝缘体和半导体之间的界线也只是程度之别，而非种类之别：归根结底，就看那道带隙有多大。