なぜ、金属は温度を下げると抵抗が下がる？

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質問者：gashi
質問日時：2004/08/03 22:43
回答数：2件

金属は温度を下げていくと抵抗が下がりますが、これはなぜなのか教えてください。
短文で申し訳ありませんが、どなたかよろしくお願いします。

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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： kenojisan
回答日時：2004/08/04 13:41

No1の方の参照サイトで分かると思いますが、もう少し詳しく解説してみます。

典型的な金属では、伝導電子の数は温度にあまり依存しません。従って、電気抵抗を発生させる主な原因としては、構造の欠陥と原子の熱振動（格子振動＝フォノン）の二つが挙げられます。
結晶性が良く不純物が少ない良質な金属の場合には、前者の構造欠陥による抵抗は小さく、後者の格子振動の寄与が主体となります。この格子振動は温度が下がると振幅が小さくなるので、抵抗への寄与も小さくなり、従って金属の抵抗は低くなっていきます。
しかし、結晶性が悪かったり不純物の多い金属では温度変化の無い構造欠陥の寄与が大きいために、温度を下げてもそんなに抵抗は下がりません。
このように、低温（普通は４K以下）と高温（室温）の抵抗の比を求めることで、測定対象の金属の品質を評価することも出来ます。
一方、半導体などでは、伝導電子の数自体が温度で変わります。動けない低いエネルギー状態にあった電子が、高温になるほど熱エネルギーをもらって伝導電子へと参加して電気伝導度を上昇させるので、結果的に抵抗は下がります。通常の半導体では、この効果が最も顕著なために、低温では金属と逆に電気抵抗が上がるのです。