シリコンの特性は何ですか？

シリコンの物理的特性は、精製された後、または複合構造の一部として、その自然な形でかなり異なります。 正式にはメタロイドに分類されています。つまり、金属導体と非金属絶縁体の両方の物理的特性を持っています。 生の形で、シリコンは砂に約25％の濃度で含まれており、熱をよく保持するガラス調理器具の製造、多くの種類の装飾ガラス製品、およびコンクリートの成分として一般的な用途のために精製されています。 シリコンのコンパウンドは、耐久性と高温に耐える能力によりさまざまな産業用途があり、炭化ケイ素研磨剤、ケイ酸塩エナメル、シリコンガスケットおよびシーラントなどの製品にシリコンの特性が役立ちます。

半導体グレードシリコン（SGS）として洗練された場合、シリコンは少なくとも99.9999％の純度であり、完全な絶縁体になります。 次に、SGSは、シリコンの10億原子あたり約1原子のレベルで、ホウ素またはリンのいずれかの微量レベルでドープまたは注入されます。 これにより、シリコンの特性が絶縁性から半導体性に変わり、マイクロチップの製造に役立ちます。

シリコンの化学的性質には、酸素と容易に結合し、室温でアモルファスまたは結晶構造のいずれかに容易に形成する能力が含まれます。 華氏2,570°（摂氏1,410°）の非常に高い融点により、この化合物は幅広い産業プロセスで有用です。 また、自動車部品用の鋼鉄、真鍮、アルミニウムなどの金属と容易に合金化するため、強度と耐久性が向上します。 シリコンの機械的特性により、シリコンは、コーキングからレンガ、セラミックコンパウンドまであらゆるものの建築取引で使用される最も一般的な要素の1つになります。

安定した元素としての評判にもかかわらず、硝酸カリウムと組み合わせたシリコンの特性は、爆発物の製造にも使用されています。 2011年の研究では、硝酸ガドリニウムと組み合わせた化学物質としての爆発性が実証されており、これは通常の火薬の爆発性収率に相当します。 発見のアプリケーションには、誤った手に落ちたときにリモート信号によって破壊される可能性のある機密データまたは構造を持つマイクロチップの開発が含まれる場合があります。

二酸化ケイ素、またはSiO ₂は現在、地殻の質量の約28％を占める、酸素に次いで地球の地殻に最も豊富な元素であることが知られています。 1999年時点で1,000,000トン以上のシリコンが有用な形に加工され、この生産のほぼ半分は400,000トンで、中国から来ています。 材料の供給源は、通常の砂、石英、およびアメジストなどの他の結晶性鉱物です。 また、a、ja玉、オパールなどの半貴石にも大量に存在します。

シリコンとその特性の発見は、1789年から1854年の間に多くの国の研究者の研究によって行われました。今日の化学の父として知られるフランスの化学者アントワーヌラヴォアジェは、石英が未確認の元素の酸化物であることを最初に提案しました。 1800年代には、1808年に英国のハンフリーデービー、1811年にフランスの化学者ジョセフゲイリュサックとルイテナード、1824年にスウェーデンの化学者ジョンズベルゼリウスなど、シリコンのサンプルがいくつかの化学者によって分離されました。 1831年にシリコン、1854年にフランスの化学者兼鉱物学者アンリドヴィルが最初の比較的純粋な結晶シリコンを製造しました。 この素子は、1943年にシリコーンゴムとグリースの商業生産に投入され、1958年までに、トランジスタを内蔵した最初の集積回路がシリコン基板で製造されました。