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🌡️ 📆 令和4年12月2日

半導体

1.

結晶中の電子や正孔がとなりの原子に動きそうで動かない物質。金属のような導体と分子結晶やイオン結晶のような絶縁体材料。

要は金属結晶は導体で、それ以外のイオン結晶、共有結晶、分子結晶は半導体。絶縁体は、半導体の中でも、導電率が小さく、電子雪崩が起きにくい材料です。

真性半導体、不純物半導体1)、縮退半導体、不定比半導体、有機半導体などがあります2)。バンドギャップ âŠ¿Îµ ã€”J〕が比較的小さい物質。一般に金属は温度が上がると電気抵抗(抵抗率 Ï ã€”Ω·m〕)が大きくなりますが、半導体は逆に電気抵抗(抵抗率 Ï ã€”Ω·m〕)が小さくなります3)。

ケイ素(Si)やゲルマニウム(Ge)を使った半導体が有名で、高純度の真性半導体をゾーンメルト法などで得てそられから不純物を添加してn型半導体やp型半導体を作ります。電子や正孔のかわりにイオンがキャリアとなる固体は固体電解質とよばれます。アンチモン化インジウム(InSb)のような化合物半導体も使われています。金属酸化物の不定比半導体もあります。コピー機のドラムなど有機半導体も活躍しています。

電子回路に使われるトランジスタ、ダイオード、コンピュータのCPUなどの半導体デバイスはn型半導体やp型半導体を構造化したものです。かさばる真空管にとってかわって、電子機器の小型軽量化を可能にしました。集積回路では、多くの機能を実現します4)。また半導体セラミックコンデンサとしても応用されます。

半導体上にたくさんの回路を構成した素子を集積回路といいます。クリーンルームでフォトリソグラフィー技術を使って製造します5)6)7)。オペアンプやロジックICなどがあります8)9)。

コンピュータや携帯電話など、現代の生活に半導体技術は欠かせません10)11)。

【関連講義】

無機工業化学,半導体と印刷、フォトリソグラフィー(2010A)12)

無機工業化学,半導体と印刷、フォトリソグラフィー(2011A)13)

【動画】14)

ピカッとさいえんす「フォトリソグラフィー」

http://c1.yz.yam…

【動画】15)

四丁目サイエンス劇場「発光ダイオードと電球」

http://c1.yz.yam…

【材料】

シリコン

【関連書籍】

16)

17)

18)

19)


2.

電気化学/

3.

RoHS指令や電子部品の分析も踏まえた分析現場における問題の提起とそれを解決するための討論会「第1回分析科学技術者の集い1)」が開催されます。
(1第1回分析科学技術者の集い会議.