半導体と金属

メタル

金属は古くから人類に知られていた。紀元前6000年頃には、金属が使われていた証拠があるそうです。金と銅は、最初に発見された金属です。これらの金属は、道具、宝飾品、彫像などに使われました。それ以来、他の金属は長い間、ごくわずかしか見つかっていない。現在、86種類の金属を知ることができます。金属はそのユニークな特性から、とても重要な存在です。通常、金属は硬い（ナトリウムのような例外もある）。ナトリウムはナイフで切ることができます）。水銀は液体金属である。水銀を除くすべての金属は、他の非金属元素に比べ、固くて壊れにくく、形も変わりにくい。金属は光沢があるのが特徴です。その多くは銀色の光沢を放っている（金と銅を除く）。金属の中には、酸素などの大気ガスとの反応性が高いものがあるため、経年変化でくすみやすくなります。これは主に、金属酸化物の層が形成されるためである。一方、金やプラチナなどの金属は、非常に安定した活動性を持っています。金属は可鍛性、延性に優れているため、ある種の道具に使用することができる。金属は原子であり、電子を取り除くことで陽イオンを形成することができる。そのため、プラスに帯電しているのです。金属原子間の結合の形態を金属結合という。金属は外層で電子を放出し、この電子は金属の陽イオンの間に分散している。そのため、オフドメインの電子の海と呼ばれている。電子と陽イオンの静電的相互作用は金属結合と呼ばれる。電子は動くことができるので、金属は電気を通す性質を持っています。さらに、熱伝導率も高い。金属の結合により、金属は規則正しい構造を持っています。金属の融点や沸点が高いのも、このような強い金属結合によるものである。また、金属は水より密度が高い。IA族、IIA族の元素は軽金属である。これらは、上記の金属の一般的な特性とは多少異なる。

半導体

導電体とは、電気伝導度の高い材料のことです。絶縁体とは、電気を通さない物質のことです。半導体は、導体と絶縁体の中間の物質である。そのため、導体と絶縁体の中間の導電性を持っています。半導体は元素であっても化合物であってもよい。シリコンは、半導体材料に最もよく使われる元素である。ゲルマニウムもその一つです。この純粋な元素の電気伝導度は、異なる量の不純物を加えることで変化する。これらをドーパントといい、添加することをドーピングといいます。主にボロンやリンのドーピングに使用されます。ドープされた半導体は、非本質的半導体とも呼ばれる。また、元素だけでなく、有機化合物も半導体として使用することができる。半導体の場合は導電のメカニズムが異なる。半導体には、電子によって電気エネルギーを運ぶもの（N型）と、正電荷を持つ正孔によって電気エネルギーを運ぶもの（P型）がある。半導体は、コンピュータ、ラジオ、電話などの電子機器に広く使われており、太陽電池、トランジスタ、ダイオードなども含まれる。