アモルファス情報 アモルファス口コミ WIKIより
アモルファス
アモルファス(Amorphous)は、結晶のような長距離秩序はないが、短距離秩序はある物質の状態。熱力学的には、自由エネルギーの極小(非平衡準安定状態)にある状態のこと。
不定形。球状や針状といったような一定の形態を持たない状態のこと。Amorphousは、morphousにnon-の意味の接頭辞aが付いた語。結晶は、明礬や水晶のようにそれぞれ固有の結晶形態を持っており、morphousである。しかし、急冷や不純物が混じった状態で出来た固体は、時間的空間的に規則的な原子配列が取れず非晶質となり、不定形である。
結晶状態からアモルファスになることで、同じ材料でも物性を大幅に変えることができる。例えば電気伝導性や熱伝導性、禁制帯幅、光透過率や光吸収率、透磁性、物理的強度、耐食性、超伝導性などである。
アモルファスシリコン
アモルファスシリコン(amorphous silicon) とは、ケイ素を主体とする非晶質半導体である。結晶シリコンと比較してエネルギーギャップが大きく、光吸収係数が高い、製膜が容易などの特徴を持ち、薄膜トランジスタや太陽電池などに応用される。
アモルファスシリコンは、1975年にスピア(W.E.Spear)らがシランの熱分解によって得たのが最初である。本来ならばダイヤモンド構造を有する結晶シリコンの構造がランダムになり、未結合手(ダングリングボンド)には水素が結合することで安定な固体となる。このため水素化シリコンや水素化アモルファスシリコンなどとも呼ばれる。a-Siやa-Si:Hなどと略記される。
アモルファス半導体
アモルファス半導体(アモルファスはんどうたい、amorphous semiconductor)とは、非晶質状態の半導体である。非晶質半導体(non-crystalline semiconductor)とも言う。結晶状態の半導体とは種々の物性が大きく異なるのを利用して、受光素子などへの応用が行われている。
結晶状態の半導体においては通常、原子の作り出す周期的ポテンシャルによって電子のエネルギー準位がバンド構造を取り、価電子帯、伝導帯および禁制帯などの区別が明確に形成される。これに対し非晶質の半導体においては、原子配列がランダムになるためにバンド端がはっきりしなくなる。また結晶状態では結晶全体に拡がっている波動関数が空間的に局在(アンダーソン局在)を起こして伝導特性に種々の影響を及ぼす。短距離的な秩序はある程度保たれるので価電子帯や伝導帯は存在すると考えて良いが、局在のために価電子帯の上や伝導帯の下(つまり本来の禁制帯中)に移動度の小さい裾準位が生じる。またダングリングボンドによってフェルミ準位付近に多数の準位が形成される。このため光学的なエネルギーギャップと電気的なエネルギーギャップに違いが生じ、光学的には局在準位から局在準位への遷移が可能になり、電気的なエネルギーギャップよりもみかけのギャップが小さくなる。また結晶のランダム性により、電子がフォノンを介さずに遷移する確率が増え、光吸収係数が上がるなどの光学的特性上の変化も起こす。
アモルファス金属
アモルファス金属(アモルファスきんぞく)、非晶質金属とは、ガラスのように、元素の配列に規則性がなく全く無秩序な金属のこと。
元来、金属のアモルファス相は冷却の過程で微結晶が析出してしまうため、大きなバルク状の試料を得ることは出来ないとされてきた。
1994年、東北大学金属材料研究所の井上明久らのグループは、アモルファス金属が安定に存在するための経験則(井上の3経験則)を発表した。
3種類以上の元素からなる多元系であること。
これらの成分の原子寸法の比が互いに12%以上異なること。
これらの成分が互いに負の混合熱をもち、化合物がエネルギー的に安定であること。
アモルファス合金
『アモルファス金属』より : アモルファス金属(アモルファスきんぞく)、非晶質金属とは、ガラスのように、元素の配列に規則性がなく全く無秩序な金属のこと。
元来、金属のアモルファス相は冷却の過程で微結晶が析出してしまうため、大きなバルク状の試料を得ることは出来ないとされてきた。
1994年、東北大学金属材料研究所の井上明久らのグループは、アモルファス金属が安定に存在するための経験則(井上の3経験則)を発表した。
3種類以上の元素からなる多元系であること。
これらの成分の原子寸法の比が互いに12%以上異なること。
これらの成分が互いに負の混合熱をもち、化合物がエネルギー的に安定であること。
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