一部界隈には非常になじみ深い元素。ケイ素です。
というのも、以前プログラミングのディスコサーバーで「もうほぼケイ素しか触っとらん」と言ってる人がいた（n=1）

というわけで、ケイ素のお話。
ラテン語のsilex,silicis（火打石）が名前の由来。

半導体として有名ですね。
だから、純度が99.99999……ってものを作る必要があり、その純度がとにかく高いものを作れるようになるのが、よく教科書で見るやつです。

ケイ素だったかは覚えてないけど、ゾーンメルト法とかなんか聞いた記憶ある。
ながーい不純物を含む結晶を、一部だけ溶かして、溶かす範囲をずらしていくことで不純物は溶けたまま、純度の高い結晶が得られるとかだったと思います。

半導体といえば、そこに添加する元素も有名ですよね。
13族ならp型、15族ならn型だったっけ？
pはポジティブ、nはネガティブだった……はず……
＋かーかって話ですね。
これらを少し加えることにより、半導体の特性をコントロールしています。

半導体は、もう我々の生活には欠かせませんね、エレクトロニクス産業……まあ、スマホとかPCとか、そういうものには絶対欠かせないので、必須です。
スマホから離れられない……
ので、いっそのことすべてをスマホで管理してしまう。
炭素（紙）の時代は私には向いてなさ過ぎたんじゃ……

さてそんなケイ素、地殻中には酸素に次いで2番目に多く存在します。
でも、Oと結合して単体での産出はありません。

結構、鉱石の組成式とか見るの好きなんですけど、
やっぱ多いですよね、酸素とケイ素。

さて、redのお話。
実は太陽電池を作ったことがあります。
その時に、シリコンウエハーを見せてもらったことがあります。
その時に初めてアルゴンのガスが流れるバルブを見て、興奮した記憶あります……
サブテーマ研究というのがあっての……
よその研究室におじゃましてちょっと研究させてもらうというので、太陽電池のテーマを触らせてもらったんじゃ……
もう覚えてないけど……
クリーンルームに入ったのと、アルゴンに興奮したのと、（顕微鏡研究室所属なのに）電顕が扱えなかったことだけしっかり覚えてます。

さて。
その太陽電池も、ケイ素が主でできています。
やはり半導体。半導体は強い。

そういや割と最近知ってびっくりしたのは、（これはケイ素というよりゲルマニウム？）発光ダイオード。LEDの名で有名ですね。
電気を流すと光るのは皆さんご存じですが、光を当てると電気が流れる……らしいと聞きました。
これ聞いたときめちゃびっくりしたんですよね。
と同時に、そうか、逆もありか……とも思いました。

ネオン管がLEDにとってかわられてる現在、これからはLEDなのかと絶望してるredです。

ネオン管は仕方ないね。

そういや、半導体のp型n型で、バンド構造を思い出したのでそれ関連の話していい？いいよ！
バンド構造というのは、等価な軌道がいっぱい集まる（まあわかりやすく言うと結晶ってどこ切り取っても軌道ってほぼ同じじゃないですか）と、縮重という現象が起きて、HOMOとLUMOの間のバンドギャップが縮まります。
これが広すぎると絶縁体になるし、金属みたいにくっついてると導電体になる……とかだったはず。
ケイ素みたいな半導体は、このバンドギャップが、光とかのエネルギーで飛び越えられるほどの距離になってる……みたいな話だったはず。
で、その電子の穴や、過剰な電子を作るために、ほかの族の元素を添加するわけですね。
これをドーピングと言います。

で、私導電性高分子の研究してた話してたと思うんですけど（実際は研究中に倒れた）、
これも、共役が広くなることで縮重が生まれて、バンドギャップが縮まっていきます。

ちなみに、色素とかの話になると、このバンドギャップが可視光の波長のエネルギーになったとき、色がつくというわけです。

で、ついでに蛍光の話もしますか。
↑のは、バンドギャップを飛び越える光の吸収ですが、
吸収された光によって励起した電子はやがて元の状態に戻ります。
この時の光が、（過程によって名前が変わり）蛍光やりん光になります。
ちょっと詳しいこと覚えてないんですけど……

まあ、バンドギャップに限らない話ではあるんですけどね多分（元素のスペクトルなんかも、この理論のはずなので）

何らかの要因で電子がほかの軌道に励起→戻るときにエネルギーを光として放出（これが蛍光やりん光）とかだったと思う。

一回やってみたかったんですよね。
透明導電性高分子。
興味はあった。

……

さて、ケイ素はこの辺で。
明日はリンについて、お話していきます。

ケイ素ってマジで半導体の話しかでなかったな……（ざっくり調べだと）

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