プロセッサー？ 砂？ この言葉にはどのような関連がありますか？ それとも、シリコンバレーですか？
それはそうかもしれませんが、私たちは毎日シリコンに出会います。Siが何であり、それが何で食べられるかを知りたい場合は、猫をお願いします。
はじめに
ナノマテリアルを専門とするモスクワ大学の学生として、読者の皆さん、私たちの惑星の最も重要な化学元素を紹介したいと思いました。 カーボンまたはシリコンのどこから始めるかを選択するのに長い時間を費やしましたが、Siに焦点を当てることに決めました。 私は自分の考えを非常にシンプルかつ簡単に表現しようと思います。私は主に初心者を対象にしたこの資料を書きますが、より上級の人は何か面白いことを学ぶことができます。また、この記事は、 それでは始めましょう。
シリコン
シリコン（lat。Silicium）、Si、メンデレーエフの周期系のIV族の化学元素。 原子番号14、原子質量28,086。
自然界では、元素は3つの安定同位体、28Si（92.27％）、29Si（4.68％）、および30Si（3.05％）で表されます。
密度（n.o.）2.33 g /cm³
融点1688 K
粉末Si
歴史的背景
地球上に広く分布するシリコン化合物は、石器時代から人に知られています。 労働と狩猟のための石器の使用は数千年続いた。 加工に関連するシリコン化合物の使用-ガラスの製造-は、紀元前約3000年に始まりました。 e。 （古代エジプト）。 他のものよりも早く、シリコンのよく知られた化合物は酸化物SiO2（シリカ）です。 18世紀には、シリカは単純な物体と見なされ、「土地」（その名前に反映されている）に起因していました。 シリカの組成の複雑さは、I。Ya。Berzeliusによって確立されました。 1825年に初めて、彼はフッ化ケイ素SiF4から元素ケイ素を得て、後者を金属カリウムで復元しました。 新しい要素には「silicium」という名前が付けられました（lat。Silex-flintから）。 ロシアの名前は、1834年にG.I.ヘスによって導入されました。
シリコンは普通の砂の一部として非常に一般的です
自然界のシリコン分布
地球の地殻の有病率に関して、シリコンは2番目の（酸素に続く）元素であり、リソスフェアの平均含有量は29.5％（重量）です。 地球の地殻では、シリコンは動植物の世界で炭素と同じ重要な役割を果たします。 シリコンの地球化学では、酸素との非常に強い結合が重要です。 リソスフェアの約12％は、石英鉱物とその種類のシリカSiO2です。 リソスフェアの75％は、さまざまなケイ酸塩とアルミノケイ酸塩（長石、雲母、角閃石など）を構成します。 シリカを含む鉱物の総数は400を超えています。
シリコンの物性
ここでやめる価値はないと思います。すべての物理特性は自由に利用できますが、最も基本的なものをリストします。
沸点2600°
シリコンは長波赤外線を透過します
誘電率11.7
モースシリコン硬度7.0
シリコンは脆い材料であり、800°Cを超える温度で顕著な塑性変形が始まると言いたいです。
シリコンは半導体であるため、非常に有用です。 シリコンの電気的特性は、不純物に大きく依存しています。
シリコンの化学的性質
あなたが言うことができる多くのコースがありますが、最も興味深いものにこだわる。 化合物ではSi（炭素に類似）4価。
空気中に保護酸化膜が形成されるため、シリコンは高温でも安定しています。 400°から酸素中で酸化され、酸化ケイ素（IV）SiO2を形成します。
シリコンは酸に耐性があり、硝酸とフッ化水素酸の混合物にのみ溶解し、水素の放出によりアルカリの高温溶液に容易に溶解します。
シリコンは、シロキサンとシロキセンという2つの酸素含有シラン基を形成します。 シリコンは、1000°Cを超える温度で窒素と反応します.1200°Cでも空気中で酸化しないSi3N4窒化物は、酸（硝酸を除く）およびアルカリ、ならびに溶融金属およびスラグに耐性があり、化学工業および耐火物の生産のための貴重な材料。 炭素（炭化ケイ素SiC）とホウ素（SiB3、SiB6、SiB12）を含むケイ素化合物は、高い硬度と耐熱性および耐薬品性によって区別されます。
シリコンの入手
これが最も興味深い部分だと思います。ここでさらに詳しく説明します。
目的に応じて、以下を区別します。
1. 電子品質のシリコン （いわゆる「電子シリコン」）は、シリコン含有量が重量で99.999％を超える最高品質のシリコンです。電子品質のシリコンの電気抵抗率は、約0.001〜150 Ohm•cmの範囲にありますが、同時に抵抗値は、特定の不純物によってのみ提供される必要があります。つまり、少なくとも特定の電気抵抗を提供する他の不純物の結晶への侵入は、通常は受け入れられません。
2. ソーラーグレードシリコン （いわゆる「ソーラーシリコン」）-シリコン含有量が重量で99.99％を超えるシリコン。太陽電池（ソーラーパネル）の製造に使用されます。
3. テクニカルシリコン -純粋な石英砂から炭素熱還元により得られた多結晶構造のシリコンブロック。 98％のシリコンを含み、主な不純物は炭素であり、合金元素の含有量が高いことを特徴としています-ホウ素、リン、アルミニウム; 主に多結晶シリコンの製造に使用されます。
技術的純度（95-98％）のシリコンは、グラファイト電極間のシリカSiO2を還元することにより、電気アークで得られます。 半導体技術の開発に関連して、純粋および高純度シリコンを得るための方法が開発されてきました。 これには、還元または熱分解によってシリコンが回収される最も純粋な出発シリコン化合物の予備合成が必要です。
多結晶シリコン（「ポリシリコン」）は、工業的に生産されるシリコンの最も純粋な形態です。塩化物およびフッ化物法による工業用シリコンの精製によって得られ、単結晶および多結晶シリコンの製造に使用される半製品です。
多結晶シリコンは、伝統的に工業用シリコンから揮発性シラン（モノシラン、クロロシラン、フルオロシラン）に変換した後、得られたシランの分離、選択されたシランの蒸留精製、およびシランの金属シリコンへの還元によって得られます。
純粋な半導体シリコンは、 多結晶 （亜鉛または水素によるSiCl4またはSiHCl3の還元、SiI4およびSiH4の熱分解による）および単結晶 （るつぼフリーゾーン溶融および溶融シリコンからの単結晶の「引き上げ」-チョクラルスキー法）の2つの形式で得られます。
ここでは、シリコンの成長プロセス、チョクラルスキー法を見ることができます。
チョクラルスキー法は、特定の構造と結晶方位の種結晶（または複数の結晶）を融液の自由表面と接触させることにより、結晶化を開始しながら、大量の融液の自由表面から結晶を引き上げて結晶を成長させる方法です。
シリコンアプリケーション
特別にドープされたシリコンは、半導体デバイス（トランジスタ、サーミスタ、電力整流器、サイリスタ、宇宙船で使用される太陽電池など）の製造材料として広く使用されています。
シリコンは1〜9μmの波長の光線を透過するため、赤外線光学で使用されます。
シリコンにはさまざまな用途があります。 Siの冶金学
溶融金属に溶けている酸素を除去するために使用されます（脱酸素）。
シリコンは、鉄と非鉄金属の多数の合金の不可欠な部分です。
通常、シリコンは合金に耐食性を高め、鋳造特性を改善し、機械的強度を向上させます。 ただし、シリコンの含有量が多いと、脆弱性が生じる可能性があります。
最も重要なのは、シリコンを含む鉄、銅、アルミニウム合金です。
シリカは、ガラス、セメント、セラミック、電気などの産業で加工されています。
超高純度シリコンは、主に単一の電子デバイス（コンピューターのプロセッサなど）およびシングルチップマイクロ回路の製造に使用されます。
純粋なシリコン、超高純度シリコンの廃棄物、結晶シリコンの形で精製された冶金シリコンは、太陽エネルギーの主な原料です。
単結晶シリコン-エレクトロニクスと太陽エネルギーに加えて、ガスレーザーミラーの製造に使用されます。
超高純度シリコンとその製品
体内のシリコン
体内のシリコンは、主に固体の骨格部分と組織の形成に関与するさまざまな化合物の形をしています。 特に、多くのシリコンは、海底で死ぬときに酸化シリコン（IV）の強力な堆積物を形成するいくつかの海洋植物（例えば、珪藻）と動物（例えば、火葬スポンジ、放散虫）を蓄積する可能性があります。 寒い海や湖では、シリコンが豊富な生物起源のシルトが優勢であり、熱帯の海では、シリコン含有量の少ない石灰質のシルトが優勢です。 陸生植物の中で、穀物、スゲ、ヤシ、スギナは多くのシリコンを蓄積します。 脊椎動物では、灰物質中の酸化ケイ素（IV）の含有量は0.1〜0.5％です。 シリコンは、密な結合組織、腎臓、膵臓に最も多く含まれています。 毎日の人間の食事には、1 gまでのシリコンが含まれています。 空気中の酸化ケイ素（IV）ダストの含有量が高いと、人の肺に入り、病気-珪肺症を引き起こします。
おわりに
それで終わりです。最後まで読んで少し洞察を得たなら、あなたは成功に一歩近づいています。 理由を書いて、少なくとも誰かがこの投稿を気に入ってくれたことを願っています。 ご清聴ありがとうございました。