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シリコン(Silicon)


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ケイ素（珪素、硅素、けいそ、羅Silicium ）は原子番号14の元素である。元素記号はSi。地球の主要な構成元素のひとつ。半導体部品は非常に重要な用途である。常温、常圧で安定な結晶構造は、ダイヤモンド構造。比重は 2.33、融点 1410 ℃（1420 ℃）、沸点は 2600 ℃（他に 2355 ℃、3280 ℃という実験値あり）。ダイヤモンド構造のケイ素は、1.12 eV のバンドギャップ（実験値）をもつ半導体である。これは非金属であるが、圧力（静水圧）を加えると、βスズ構造に構造相転移する。このβスズ構造のケイ素は金属である。周期表においてすぐ上の元素は炭素だが、その常温常圧での安定相であるグラファイト構造は、ケイ素においては安定な構造として存在できない。

バンドギャップが常温付近で利用するために適当な大きさであること、ホウ素やリンなどの不純物を微量添加させることにより、p型半導体、n型半導体のいずれにもなることなどから、電子工学上重要な元素である。半導体部品として利用するためには高純度である必要があり、このため精製技術が盛んに研究されてきた。現在、ケイ素は 99.9999999999999% (15N) まで純度を高められる。また、Si(111)基板はAFMやSTMの標準試料としてよく用いられる。

地球上に大量に存在するため鉱物の構成要素として重要であり、ケイ酸塩鉱物として大きなグループを形成している。これにはSi-O-Si結合の多様性を反映したさまざまな鉱物が含まれている。しかしながら生物とのかかわりは薄く、知られているのは、放散虫・珪藻・シダ植物・イネ科植物などにおいて二酸化ケイ素のかたちでの格への利用に留まる。栄養素としての必要性はあまり判っていない。炭素とケイ素との化学的な類似から、SFなどではケイ素を主要な構成物質とするケイ素生物が想定される事がある。

用途

ケイ素の単結晶
赤外光学系
ケイ素は赤外域（波長 2 から 6 μm）で高い透過率があり、レンズや窓の素材に用いられる。波長 4 μm の屈折率は 3.4255[1]。

半導体
最も重要な用途としては、四塩化ケイ素やトリクロロシランなどから作られる高純度ケイ素が半導体作成に用いられることが挙げられる。また、液晶ディスプレイの TFT や太陽電池にはアモルファスシリコンや多結晶シリコンなどが用いられる。砒化ガリウムや窒化ガリウムなどの化合物半導体の基板にシリコンを用いれば大幅な低価格化が可能であり、様々な研究が進められている。

ケイ素含有合金
ほかにもまた製鉄材料として鉄1トンあたり2キロ弱のケイ素が添加されるほか、ケイ素合金として製鉄の脱酸素剤に用いられる。そのほかに、ケイ素を混ぜた鋼板(ケイ素鋼板)は、うず電流による損失が少なくなるため、変圧器に使われている。アルミニウム工業の分野でもケイ素の合金が使われている。また、鉛レス黄銅にも添加される。

ケイ素含有セラミックス類
ケイ素の酸化物(シリカ)を原料とするガラスは、窓その他で使われるほか、繊維状にしたグラスウールは断熱材や吸音材としても用途がある。ゼオライトは、イオン交換体、吸着剤あるいは、有機化学工業における触媒ともなっている。シリカゲルとしては、非常に利用しやすい乾燥剤になる。

炭化ケイ素は、耐火材や抵抗体として使われたり、高いモース硬度 (9.5) を持つために、研磨剤として使われる。その他のケイ素化合物として、アルミノケイ酸塩が粘土に含まれ、陶器やセメント・煉瓦などセラミックスと呼ばれる材料の主成分になっているほか、カルシウム化合物を除去する働きから、水の精製に使われるなどしている。

ケイ酸塩・ケイ素樹脂
ケイ酸塩は、さまざまな形で地殻上に存在しており、天然に存在するケイ素化合物のほとんどすべてが二酸化ケイ素およびケイ酸塩である。工業的にも広く用いられ、ガラス、陶磁器など、枚挙に暇がない。アスベストは、繊維状のケイ酸塩鉱物であり、その耐薬品性や耐火性から以前は建材などに広く用いられたが、人体への悪影響が問題になったため、使用量は激減している。日本ではアスベストによる健康被害が社会問題となり、労災認定や健康被害を受けた国民に対しての補償問題、また、依然として多く残るアスベストの撤去に対しての問題を抱える。

有機基を有するケイ素二次元および三次元酸化物はシリコーンと呼ばれる。このものは、優れた耐熱性、耐薬品性、低い毒性などの有用な性質を示し、油状のものはワックス、熱媒体、消泡剤などに用いられる。三次元シリコーンはゴム弾性を示し、ゴム状のものはホースやチューブ、樹脂状のものは塗料や絶縁材、接着剤など各種の用途に利用される。

製法

原料
主原料はSiO2から成る珪石や珪砂である。日本国内の埋蔵量は2億トンあるとされるが、アルミニウムと同様、酸化物から還元するには大量の電力を必要とするため、金属シリコンの状態になってから輸入するのが一般的である。電力の安い国が金属シリコンの供給源となるため、これまで中国、ブラジル、ロシア、南アフリカ、ノルウェーなどが主要な供給国であったが、近年はオーストラリア、マレーシア、ベトナムなども注されているという。

精製
金属グレード(MG)シリコン
ケイ素の単体はカーボン電極を使用したアーク炉を用いて、二酸化ケイ素を還元して得る。この際、精製されたケイ素は純度99%程度のものである。
SiO2 + C → Si + CO2
SiO2 + 2C → Si + 2CO
高純度ポリシリコン
さらに純度を高めるには、塩素と反応させ四塩化ケイ素とし（ガス化）、これを蒸留して純度の高い製品を得る。
Si + Cl2 → SiCl4
SiCl4 + 2 H2 → Si + 4 HCl
半導体グレード(SEG)シリコン
集積回路など半導体素子に使用する超高純度のケイ素(純度11N以上)は、上記の高純度シリコンからさらにFZ（フローティングゾーン）法などのゾーンメルティングや Cz（チョクラルスキー）法などの単結晶成長法による析出工程を経ることで製造される。ゾーンメルト法では融解帯に不純物が濃縮する過程を繰り返すことで高純度のケイ素を得る。Cz 法においては偏析を利用して高純度化するため、原料であるポリシリコン（多結晶珪素）には非常に純度の高いものが要求される。半導体に利用するには基本的に結晶欠陥（転位）のない単結晶が必要なので、FZ 法においても Cz 法においても単結晶を回転させながら一旦細くし、転位を外に追い出した段階で結晶の径を大きくすることにより所定の大きさの結晶を得る。FZ 法は大口径化に向かないため、産業用に使用されているシリコンウェーハの大部分は Cz 法によって製造されている。現在製品化されているシリコンウェーハの径は直径 300 mm までである。
太陽電池グレード(SOG)シリコン
太陽電池にはSEGグレードほどの超高純度は必要なく、7N程度の純度で済み、また多結晶でも良い。このため上記の単結晶シリコンインゴットの端材などが原料に利用されてきたが、需要の増大に伴い、専用の太陽電池グレード（ソーラーグレード）シリコンの生産法が開発されている。手順としては
水ガラス化法：珪石(SiO2)にソーダ灰を粉砕・混合し、水を加えて沈殿濾過・濃縮し、水ガラス化する。これを脱水縮合させてシリカゲルとし、表面不純物を取り除くことで5N程度のSiO2とする。炭素を加えて専用炉で還元し、脱炭後に一方向凝固させる。
NEDO溶融精製法：金属グレードシリコンを電子ビームやプラズマで溶融させて特定の不純物を除いたあと、一方向凝固させる。
などの手法があり、SEGグレードのようにガス化を経なくても済む。

ケイ素化合物
一酸化ケイ素 (SiO)
二酸化ケイ素 (SiO2) - 石英など
ケイ酸
窒化ケイ素 (Si3N4)
炭化ケイ素 (SiC)
ケイ酸塩（MgSiO3など）
四塩化ケイ素 (SiCl4) - 煙幕
シラン (SiH4)
シリコーン
ケイ素樹脂
環状シロキサン(D3、D4など）
有機ケイ素化合物 - トリメチルシリル基(?Si(CH3)3)などを有する有機化合物。保護基や脱離基として有機合成に汎用されている。

シリコン （発音/ ?秒?左? k ? n /または/ ?秒?左? k ? n / 、 ラテン語 ： silicium ）は、 化学元素記号には、 システムインテグレーションや原子番号 14 。 A tetravalent metalloid  silicon is less reactive than its chemical analog carbon .を四価 メタロイド 、シリコンよりも化学反応が少ないアナログ炭素です。 As the eighth most common element in the universe by mass silicon very rarely occurs as the pure free element in nature but is more widely distributed in dusts planetoids and planets as various forms of silicon dioxide (silica) or silicates . 8番の要素として最もよく宇宙の質量、シリコンは非常に低いものが発生する要素として、純粋な自然の無料ですが、粉塵をもっと広く配布され、惑星としてplanetoidsと様々な形態の二酸化ケイ素 （シリカ）またはケイ酸です。 On Earth silicon is the second most abundant element (after oxygen ) in the crust [1] making up 25.7% of the crust by mass.地球上で、シリコンは2番の最も豊富な要素（後に酸素 ）は、クラスト、 [ 1 ]を形成する百分の25.7の質量の地殻です。

Silicon has many industrial uses.シリコンには多くの工業用を使用します。 Elemental silicon is the principal component of most semiconductor devices most importantly integrated circuits or microchips .元素の主要なコンポーネントは、ほとんどのシリコン半導体デバイスは、最も重要な集積回路やマイクロチップです。 Silicon is widely used in semiconductors because it remains a semiconductor at higher temperatures than the semiconductor germanium and because its native oxide is easily grown in a furnace and forms a better semiconductor/dielectric interface than any other material.半導体シリコンは広く使用されているため同社は、半導体の温度よりも高い半導体ゲルマニウムでいるため、 ネイティブの酸化物で簡単に栽培され炉を形成すると良い半導体/誘電体インターフェイスよりもその他の素材です。

In the form of silica and silicates silicon forms useful glasses  cements  and ceramics .シリカとケイ酸の形で、シリコンフォームの役に立つのメガネ 、 セメント 、およびセラミックです。 It is also a constituent of silicones  a class-name for various synthetic plastic substances made of silicon oxygen carbon and hydrogen often confused with silicon itself.また、成分のシリコンは、クラスの名前を様々な物質の合成樹脂製のシリコン、酸素、炭素と水素、しばしばシリコンそのものと混同しています。

Silicon is an essential element in biology although only tiny traces of it appear to be required by animals.シリコンは、生物学に不可欠な要素で、超小型の痕跡のみが表示されることを動物が必要となります。 It is much more important to the metabolism of plants particularly many grasses and silicic acid (a type of silica) forms the basis of the striking array of protective shells of the microscopic diatoms .の方がはるかに重要な代謝の植物を、特に多くの草、およびケイ酸 （一種であるシリカ）の打撃フォームの基礎を保護シェルの配列の微視的diatoms 。

著名な特性 
The outer electron orbitals (half filled subshell holding up to eight electrons) have the same structure as in carbon and the two elements are sometimes similar chemically.の外側の電子軌道 （最大8つの持ち株の半分満たされたサブ電子）は、同じ構造のように炭素と同様の化学の2つの要素がある。 Even though it is a relatively inert element silicon still reacts with halogens and dilute alkalis  but most acids (except for some hyper-reactive combinations of nitric acid and hydrofluoric acid ) do not affect it.にもかかわらず、比較的不活性な要素は、シリコンまだ反応してハロゲンと希薄化アルカリが、ほとんどの酸 （ハイパー反応を除き、いくつかの組み合わせを硝酸とフッ化水素酸 ）に影響を及ぼすことはありません。 Having four bonding electrons however gives it like carbon many opportunities to combine with other elements or compounds under the right circumstances.しかしは、 4つの電子が結合し、炭素のような、多くの機会を他の要素を組み合わせて、または右事情の下に化合物です。

Both silicon and carbon are semiconductors readily either donating or sharing their four outer electrons allowing many different forms of chemical bonding.シリコンと炭素の両方が、半導体、容易に4つの外側のいずれかに寄付または共有できるように多くの異なる形式の電子化学結合します。 Pure silicon has a negative temperature coefficient of resistance  since the number of free charge carriers increases with temperature.純粋なシリコンには、負の温度係数の抵抗 、以来、無料の電荷キャリア数の温度が増加します。 The electrical resistance of single crystal silicon significantly changes under the application of mechanical stress due to the piezoresistive effect .の電気抵抗の単結晶シリコンを大幅に変更され、アプリケーションの機械的ストレスのために、 ピエゾ抵抗です。

In its crystalline form pure silicon has a gray color and a metallic luster.は、 結晶形、純粋なシリコンには、灰色の色と、金属光沢です。 It is similar to glass in that it is rather strong very brittle and prone to chipping.これはガラスのように、そのことがかなり強く、非常にもろいし、チッピングを起こしやすいです。

歴史 
Silicon was first identified by Antoine Lavoisier in 1787 as a component of the Latin silex  or silicis (meaning what were more generally termed "the flints " or "Hard Rocks" during the Early Modern era where nowadays as we would say "silica" or "silicates") and was later mistaken by Humphry Davy in 1800 for a compound.シリコンが初めてで識別さアントワーヌラヴォアジエは1787のコンポーネントとしては、 ラテン語 耐熱ガラス 、または揺れる （他の一般的表現の意味は何でした" flints "または"ハード岩"の初期のモダンな時代にここで言ってやるが今日我々が望む"シリカ"または"ケイ酸" ） 、と誤解さはその後、 ハンフリーデービーが1800年に化合物です。 In 1811 Gay-Lussac and Thenard probably prepared impure amorphous silicon through the heating of potassium with silicon tetrafluoride .で1811 ゲイリュサックとthenardおそらく準備不純なアモルファスシリコンを通じてヒーターカリウムを四フッ化ケイ素です。 It was first isolated as an element by Berzelius in 1823 .それが最初の要素として孤立さberzeliusは1823です。 In 1824  Berzelius prepared amorphous silicon using approximately the same method as Gay-Lussac. 1824年 、アモルファスシリコンberzelius準備とほぼ同じメソッドを使用してゲイリュサックです。 Berzelius also purified the product by repeatedly washing it. berzelius精製の製品も洗濯を繰り返しています。

発 
Measured by mass  silicon makes up 25.7% of the Earth 's crust and is the second most abundant element on Earth after oxygen .測定された質量 、シリコンをアップ25.7% 、 地球の地殻とは、地球上で2番の最も豊富な要素は、後に酸素です。 Pure silicon crystals are only occasionally found in nature; they can be found as inclusions with gold and in volcanic exhalations.純粋なシリコン結晶は、時折見られるだけ自然;彼らを包含性があります金とは火山exhalationsです。 Silicon is usually found in the form of silicon dioxide (also known as silica) and silicate .シリコンは、通常発見されたフォームの二酸化ケイ素 （シリカとも呼ばれる） 、およびケイ酸塩です。

Silica occurs in minerals consisting of (practically) pure silicon dioxide in different crystalline forms. Sand  amethyst  agate quartz  rock crystal chalcedony  flint  jasper  and opal are some of the forms in which silicon dioxide appears.シリカが発生する鉱物で構成さ（事実上）純粋な二酸化ケイ素結晶形が異なる。 砂 、 アメジスト 、瑪瑙、 水晶 、ロッククリスタル、 カルセドニー 、 フリント 、 ジャスパー 、およびオパールは、いくつかのフォームでは二酸化ケイ素が表示されます。 (They are known as " lithogenic " as opposed to " biogenic " silicas.) （彼らは知られて" 結石生成 "とは反対に、 " 生体 " 、シリカ類です。 ）

Silicon also occurs as silicates (various minerals containing silicon oxygen and one or another metal) for example feldspar .シリコンが発生したとしてもケイ酸 （ミネラルを含む様々なシリコン、酸素と、 1つまたは別の金属） 、例えば長石です。 These minerals occur in clay , sand and various types of rock such as granite and sandstone . Asbestos , feldspar , clay, hornblende , and mica are a few of the many silicate minerals .これらのミネラルが発生粘土 、 砂 、様々な種類の岩などの花崗岩と砂岩 。 アスベスト 、 長石 、粘土、 角閃石 、および雲母は、いくつかのは、多くのケイ酸塩鉱物です。

Silicon is a principal component of aerolites , which are a class of meteoroids , and also is a component of tektites , which are a natural form of glass.シリコンは、主要なコンポーネントのaerolites 、これは、クラスのmeteoroids 、およびコンポーネントとしてもtektites 、これは、自然な形のガラスです。

See also Category:Silicate minerals こちらも作成カテゴリ：ケイ酸塩鉱物

同位体 
Main article: isotopes of silicon メインの記事： シリコン同位体 
Silicon has numerous known isotopes , with mass numbers ranging from 22 to 44. 28 Si (the most abundant isotope, at 92.23%), 29 Si (4.67%), and 30 Si (3.1%) are stable; 32 Si is a radioactive isotope produced by argon decay.シリコンは、数多くの既知の同位体で、 質量数二二から四四に至る。 28 si （で最も豊富な同位体は、 92.23 ％ ） 、 29 si （ 4.67 ％ ） 、および30 si （ 3.1 ％ ）が安定し; 32 siは、 放射性同位体制作されたアルゴン崩壊します。 Its half-life has been determined to be approximately 170 years (0.21 MeV), and it decays by beta - emission to 32 P (which has a 14.28 day half-life ) [2] and then to 32 S .そのハーフライフされ決定される約170年（ 0.21 MeVの） 、およびそれを崩壊ベータ版-を発射して3 2人 （これには、半減期1 4.28日） [ 2 ]と入力してから3 2秒 です。

化合物 
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with: continuous text and elimination of bullet points, giving better examples of silicon's chemistry and compounds and some citations. Further information might be found on the talk page or at requests for expansion . (January 2008) お：連続テキストと箇条書きの廃止、改善の例を与えるシリコンの化学と有機化合物といくつかの引用です。より詳細な情報を検索するかもしれないが見つかりましたトークのページや拡大するための要求です。 （ 2007年1月2008 ）

PDMS ? a silicone compound pdms -シリコーン化合物 For examples of silicon compounds see silicon dioxide (SiO 2 ), silicic acid (H 4 SiO 4 ), silicates , silicate minerals , silicides , silicon ceramics like silicon carbide (SiC) and silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon halides like silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and silicon tetrafluoride (SiF 4 ), trichlorosilane (HSiCl 3 ), silanes H 2 (SiH 2 ) n , organosilicons and silicones .ケイ素化合物の例を参照し、 二酸化ケイ素 （入出力開始命令2 ） 、 ケイ酸 （高さ4入出力開始命令4 ） 、 ケイ酸 、 ケイ酸塩鉱物 、 silicides 、ケイ素セラミックスのような炭化ケイ素 （そう）や窒化ケイ素 （開発3 n 4 ） 、シリコンハロゲン化合物のような四塩化ケイ素 （ sicl 4 ）と四フッ化ケイ素 （ sわからない4 ） 、 トリクロロシラン （ hsicl 3 ） 、 シラン 水素 （ sih 2 ） n 、 organosiliconsとシリコンです。

See also Category:Silicon compounds こちらも作成カテゴリ：ケイ素化合物

アプリケーション 
As the second most abundant element in the earth 's crust , silicon is vital to the construction industry as a principal constituent of natural stone, glass , concrete and cement . 2番の最も豊富な要素としては、 地球の地殻 、シリコンが非常に重要に建設業界の主要な構成成分として自然石、 ガラス 、 コンクリートやセメントです。 Silicon's greatest impact on the modern world's economy and lifestyle has resulted from silicon wafers used as substrates in the manufacture of discrete electronic devices such as power transistors , and in the development of integrated circuits such as computer chips .シリコンの最大の影響を与える現代の世界の経済やライフスタイルが発生したシリコンウェーハの製造に使用されるディスクリート基板などの電子機器をパワートランジスタ 、および開発の集積回路などのコンピューターチップです。

合金 
The largest application of pure silicon (metallurgical grade silicon), representing about 55% of the world consumption, is in the manufacture of aluminium -silicon alloys to produce cast parts, mainly for the automotive industry .最大のアプリケーションの純粋なシリコン（冶金級シリコン） 、世界を表す消費量の約55 ％を占め、製造には、 アルミニウム -シリコン合金を生産する鋳造部品、主に、 自動車業界のです。 Silicon is an important constituent of electrical steel , modifying its resistivity and ferromagnetic properties.シリコンは、重要な成分の電気鉄鋼 、変更、 抵抗と強磁性プロパティを表示します。 Silicon is added to molten cast iron as ferrosilicon or silicocalcium alloys to improve its performance in casting thin sections, and to prevent the formation of cementite at the surface.シリコンが追加されました溶融鋳鉄としてフェロシリコンまたはその性能を向上させるためにsilicocalcium合金鋳物薄い部分は、との形成を防ぐにはセメンタイトは、表面です。

電子的なアプリケーション 
Pure silicon is used to produce ultra-pure silicon wafers used in the semiconductor industry, in electronics and in photovoltaic applications.純粋なシリコンを使用して生産する超高純度シリコンウエハで使用される半導体産業は、電気製品や、 太陽光発電アプリケーションに最適です。 Ultra-pure silicon can be doped with other elements to adjust its electrical response by controlling the number and charge ( positive or negative ) of current carriers.超高純度シリコンがドープされた他の要素を調整すると、電気的反応を支配し、番号と電荷（ 正または負の ）現在の携帯電話会社です。 Such control is necessary for transistors , solar cells , integrated circuits , microprocessors , semiconductor detectors and other semiconductor devices which are used in electronics and other high-tech applications.このようなコントロールが必要なトランジスタ 、 太陽電池 、 集積回路 、 マイクロプロセッサ 、 半導体検出器およびその他の半導体デバイスで使用されるハイテク電気製品やその他のアプリケーションに最適です。 In Photonics , silicon can be used as a continuous wave Raman laser medium to produce coherent light, though it is ineffective as a light source. Hydrogenated amorphous silicon is used in the production of low-cost, large-area electronics in applications such as LCDs , and of large-area, low-cost thin-film solar cells . 、 フォトニクス 、シリコンを連続波として使うことができますラマンレーザコヒーレント光を生産する中、それはがないとして光源です。 水素化アモルファスシリコンが使用されているの生産を低コスト、 大面積電気製品などのアプリケーション液晶ディスプレイ 、および大面積、低コスト薄膜太陽電池です。

シリコン 
The second largest application of silicon (about 40% of world consumption) is as a raw material in the production of silicones , compounds containing silicon- oxygen and silicon- carbon bonds that have the capability to act as bonding intermediates between glass and organic compounds, and to form polymers with useful properties such as impermeability to water, flexibility and resistance to chemical attack. 2番に大きいアプリケーションのシリコン（世界の消費量の約40 ％ ）は、原料としては、生産のシリコン 、シリコン化合物を含む酸素とシリコン- 炭素結合を持つとして行動する能力を結合中間体の間にガラスや有機化合物、とお役に立つのプロパティを形成するなど、不浸透性ポリマーを水、柔軟性と化学攻撃に抵抗する。 Silicones are used in waterproofing treatments, molding compounds and mold- release agents , mechanical seals, high temperature greases and waxes, caulking compounds and even in applications as diverse as breast implants , explosives and pyrotechnics . [3]シリコンで使用されて防水トリートメント、 成形金型化合物および発売代理店 、メカニカルシール、高温グリースとワックス、 コーキング化合物として、多様なアプリケーションとしても、 乳房インプラントは、 爆発物や花火です。 [ 3 ]

Construction : Silicon dioxide or silica in the form of sand and clay is an important ingredient of concrete and brick and is also used to produce Portland cement . 建設 ： 二酸化ケイ素やシリカの形での砂と粘土の重要な成分は、 コンクリートやれんが造りの生産にも使用されるポルトランドセメントです。 
Pottery / Enamel is a refractory material used in high-temperature material production and its silicates are used in making enamels and pottery. 陶器 / エナメル質耐火材料は、高温で使用されケイ酸物質の生産とその焼や陶器メーカーで使用されています。 
Glass : Silica from sand is a principal component of glass. ガラス ：シリカから砂の主成分は、ガラスです。 Glass can be made into a great variety of shapes and with many different physical properties.ガラスすることが様々な形や、多くの異なる物理的なプロパティを表示します。 Silica is used as a base material to make window glass, containers, insulators , and many other useful objects.シリカを基材として使用されて窓ガラスを作る、コンテナ、 絶縁体 、およびその他多くの有用なオブジェクトです。 
Abrasives : Silicon carbide is one of the most important abrasives. 研磨剤 ： 炭化ケイ素は、最も重要な研磨剤の1つです。 
Silly Putty was originally made by adding boric acid to silicone oil . シリーパティーは、もともとに加えて作られるホウ酸をシリコーン油です。 Now name-brand Silly Putty also contains significant amounts of elemental silicon.今すぐブランド名シリーパティーかなりの量の元素シリコンも含まれています。 (Silicon binds to the silicone and allows the material to bounce 20% higher.) [ citation needed ] （シリコンに結合すると、シリコーン素材を使用すると、直帰20 ％高い。 ） [ 引用必要に応じて ] 
See also Category:Silicon compounds こちらも作成カテゴリ：ケイ素化合物

生産 
Silicon is commercially prepared by the reaction of high-purity silica with wood, charcoal, and coal, in an electric arc furnace using carbon electrodes .シリコンは準備された反応を商業高純度シリカ 、木材、木炭、石炭は、 電気アーク炉を使用して炭素 電極です。 At temperatures over 1,900 °C (3,450 °F ), the carbon reduces the silica to silicon according to the chemical equation 1900年以上に気温° c （ 3450 ° F ）のは、炭素を小さくするシリカをシリコンによると、 化学反応式

SiO 2 + C → Si + CO 2 .入出力開始命令2 + Cキー→ si + CO 2のです。 
SiO 2 + 2C → Si + 2CO.入出力開始命令2 + 2c → si + 2coです。 
Liquid silicon collects in the bottom of the furnace, and is then drained and cooled.液体シリコンで収集炉の下部にある、とは、排水と入力し、冷却します。 The silicon produced via this process is called metallurgical grade silicon and is at least 98% pure.このプロセスは、シリコンの生産経由等級と呼ばれる金属シリコンとは、少なくとも98 ％純粋です。 Using this method, silicon carbide, SiC, can form.このメソッドを使用して、炭化ケイ素、従って、フォームのことです。 However, provided the amount of SiO 2 is kept high, silicon carbide may be eliminated, as explained by this equation:しかし、量を提供して入出力開始命令2が保持されて高く、炭化ケイ素年5月になくなれば、この方程式での説明：

2 SiC + SiO 2 → 3 Si + 2 CO. 2そう+入出力開始命令2 → 3 si + 2社 
In 2005, metallurgical grade silicon cost about $ 0.77 per pound ($1.70/kg). [4] 2005年には、金属級シリコン費は約$ 0.77 1ポンド（ $ 1.70/kg ） 。 [ 4 ]

It has been reported in recent years that, by molten salt electrolysis, pure silicon can be directly extracted from solid silica and this new electrolysis method, known as the FFC Cambridge Process , has the potential to produce directly the solar grade silicon without any CO 2 emission at much lower energy consumption. [5] [6] [7]ことが報告され、近年は、溶融塩電解され、純粋なシリコンから抽出できる固体シリカと直接この新しい電解法は、知られてffcケンブリッジプロセスは、潜在的には、シリコンを生産することなく直接太陽のCO 2年生排出量ははるかに低いエネルギー消費量です。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

精製 
The use of silicon in semiconductor devices demands a much greater purity than afforded by metallurgical grade silicon.シリコンを使用する半導体デバイスの需要よりもはるかに大きな純度金属級シリコン与えられた。 Historically, a number of methods have been used to produce high-purity silicon.歴史的に、いくつかの方法が使用されて高純度シリコンを生産する。

物理的な方法

Silicon wafer with mirror finish (NASA)シリコンウエハを鏡面仕上げ（ NASA ）の Early silicon purification techniques were based on the fact that if silicon is melted and re-solidified, the last parts of the mass to solidify contain most of the impurities.早期シリコンの精製技術が事実に基づいている場合、再溶融固化シリコンは、最後の部分を固めるの質量の大部分の不純物が含まれています。 The earliest method of silicon purification, first described in 1919 and used on a limited basis to make radar components during World War II , involved crushing metallurgical grade silicon and then partially dissolving the silicon powder in an acid .最古のシリコン精製法は、 1919年に最初に記載され、限定的に使用されてレーダーコンポーネント二次世界大戦中、参加破砕冶金級シリコンと入力し、部分的に溶解する粉末のシリコン酸です。 When crushed, the silicon cracked so that the weaker impurity-rich regions were on the outside of the resulting grains of silicon.押しつぶされたときに、ひびの入ったように、シリコンの不純物の豊富な地域が弱い上の外部からの穀物その結果、シリコンです。 As a result, the impurity-rich silicon was the first to be dissolved when treated with acid, leaving behind a more pure product.その結果、シリコンの不純物を豊富に解散されるが、最初の治療を受けるときに酸、残しの背後にある他の純粋な製品です。

In zone melting , also called zone refining, the first silicon purification method to be widely used industrially, rods of metallurgical grade silicon are heated to melt at one end.にゾーンメルティング 、ゾーン精製法とも呼ばれ、シリコン精製法の最初の企業で広く使われて、金属棒の等級は1つのシリコン融液は、加熱を終了します。 Then, the heater is slowly moved down the length of the rod, keeping a small length of the rod molten as the silicon cools and re-solidifies behind it.その後、暖房がゆっくりと移動する棒の長さをダウンし、小型の長さを維持するのロッドとして、シリコンの溶融凝固冷却し、再背後にしてください。 Since most impurities tend to remain in the molten region rather than re-solidify, when the process is complete, most of the impurities in the rod will have been moved into the end that was the last to be melted.以来ほとんどの不純物が残っている傾向に再固める溶融リージョンというより、時のプロセスが完了すると、ほとんどの不純物は、ロッドが終わりに移動しても最終更新されることは、溶かしています。 This end is then cut off and discarded, and the process repeated if a still higher purity is desired.このためにはカットオフと入力し、破棄、およびそのプロセス繰り返される場合、依然として高い純度が望ましいです。

化学の方法 
Today, silicon is purified by converting it to a silicon compound that can be more easily purified than in its original state, and then converting that silicon element back into pure silicon. Trichlorosilane is the silicon compound most commonly used as the intermediate, although silicon tetrachloride and silane are also used.今日、シリコンの精製に変換することで、シリコン化合物を精製がさらに簡単に元の状態に比べ、と入力し、シリコン要素の先頭に変換することを、純粋なシリコンです。 トリクロロシランは、シリコン化合物中間体として最もよく使われるが、 四塩化ケイ素とモノシランにも使われています。 When these gases are blown over silicon at high temperature, they decompose to high-purity silicon.これらのガスが吹き飛ばされたときにシリコンを高温で、彼らを分解する高純度シリコンです。

At one time, DuPont produced ultra-pure silicon by reacting silicon tetrachloride with high-purity zinc vapors at 950 °C, producing silicon according to the chemical equation一度に、 デュポン超高純度シリコンを生成反応四塩化ケイ素を高純度亜鉛蒸気を950 ℃ 、生産シリコンによると、化学反応式

SiCl 4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl 2 . zn → si sicl 4 + 2 + 2 zncl 2 。 
However, this technique was plagued with practical problems (such as the zinc chloride byproduct solidifying and clogging lines) and was eventually abandoned in favor of the Siemens process.しかし、この手法は、現実の問題に悩まされる（例えば、 塩化亜鉛の副産物との詰まり行固化）とは結局断念されたプロセスの味方をしてジーメンスです。

A polycrystalline silicon rod made by the Siemens process 、 多結晶シリコンシーメンスのプロセスで作られるロッド In the Siemens process , high-purity silicon rods are exposed to trichlorosilane at 1150 °C. シーメンス社は、 プロセス 、高純度シリコンをトリクロロシランにさらされる棒は1150 ℃です。 The trichlorosilane gas decomposes and deposits additional silicon onto the rods, enlarging them according to chemical reactions likeガスの分解との関連性預金のトリクロロシランシリコン棒して、拡大それらによると、 化学反応のような

2 HSiCl 3 → Si + 2 HCl + SiCl 4 . 2 hsicl 3 → si + 2のHCL + sicl 4 。 
Silicon produced from this and similar processes is called polycrystalline silicon .これと同様のプロセスから作られたシリコンが呼び出される多結晶シリコンです。 Polycrystalline silicon typically has impurity levels of less than 10 ?9 .多結晶シリコンのレベルの不純物は典型的には10 -9未満です。

In 2006 REC announced construction of a plant based on fluidized bed technology using silane. [8] 2006年に撮影機能に基づいて工場の建設を発表した流動床技術を使用してモノシランです。 [ 8 ]

3SiCl 4 + Si + 2H 2 → 4HSiCl 3 3sicl 4 + si +下期2 → 4hsicl 3 
4HSiCl 3 → 3SiCl 4 + SiH 4 3sicl 4 + sih 4hsicl 3 → 4 
SiH 4 → Si + 2H 2 sih 4 → si +下期2

晶析

Diamond Cubic Crystal Structure, Silicon unit cellダイヤモンド立方晶系結晶構造は、シリコンユニットセル Further information: Crystalline silicon より詳細な情報： 結晶シリコン 
Silicon, like carbon and other group IV elements form face-centered diamond cubic crystal structure .シリコンのような炭素や他のグループの四要素のフォームに顔を中心とダイヤモンド立方晶系 結晶構造です。 Silicon, in particular, forms a face-centered cubic structure with a lattice spacing of 5.430710 A (0.5430710 nm). [9]シリコン、特に、を形成する面心立方格子間隔の構造と5.430710 a （ 0.5430710 nm ）にします。 [ 9 ]

A puller rod with seed crystal for growing single-crystal silicon by the Czochralski process棒を引くと、 種子結晶の成長単結晶シリコンをczochralskiプロセス The majority of silicon crystals grown for device production are produced by the Czochralski process , (CZ-Si) since it is the cheapest method available and it is capable of producing large size crystals.シリコン結晶成長の大多数のデバイスの生産が産生されるczochralskiプロセス 、 （ cz市）以来最も格安な方法は、利用可能な生産能力があることが大きいサイズの結晶です。 However, silicon single-crystals grown by the Czochralski method contain impurities since the crucible which contains the melt dissolves.しかし、シリコン単結晶成長される不純物czochralskiメソッドが含まれて以来、 るつぼ 、そこには溶融溶解します。 For certain electronic devices, particularly those required for high power applications, silicon grown by the Czochralski method is not pure enough.特定の電子デバイス、特にハイパワーに必要なアプリケーションでは、シリコンで栽培さczochralski法ではない、純粋な十分ではありません。 For these applications, float-zone silicon (FZ-Si) can be used instead.これらのアプリケーションでは、 浮遊帯シリコン （ fz市）の代わりに使われることです。 It is worth mentioning though, in contrast with CZ-Si method in which the seed is dipped into the silicon melt and the growing crystal is pulled upward, the thin seed crystal in the FZ-Si method sustains the growing crystal as well as the polysilicon rod from the bottom.これは仕事らしいかかわらず、これとは対照的にcz法では市の種子は、シリコン融液に浸したを引くの結晶は上方へと成長し、種子の薄い市fz結晶は、結晶成長方法を支えるだけでなく、ポリシリコン棒の底からです。 As a result, it is difficult to grow large size crystals using the float-zone method.その結果、大規模な大きさに成長することは難しいの結晶を使用して、 floatのゾーンのメソッドを使用します。 Today, all the dislocation-free silicon crystals used in semiconductor industry with diameter 300mm or larger are grown by the Czochralski method with purity level significantly improved.今日は、すべての転位-無料結晶シリコン半導体業界で使用され、直径300ミリ以上のメソッドを使用するとczochralskiが栽培された純度のレベルを大幅に向上しています。

さまざまな形のシリコン 
 Silicon powderシリコン粉末 
  Granular silicon粒状シリコン 
  Polycrystal silicon多結晶シリコン 
  Silicon monocrystalシリコン単結晶 
 
 Nanocrystalline silicon ナノ結晶シリコン 
  Silicon Ingotシリコンインゴット

One can notice the color change in silicon nanopowder. 1つのことに注意してシリコンナノ粉末の色の変化します。 This is caused by the quantum effects which occur in particles of nanometric dimensions.これは、これが原因で発生する量子ナノメータの寸法の粒子が発生します。 See also Potential well , Quantum dot , and Nanoparticle .こちらも潜在的なええと 、 量子ドット 、およびナノ粒子です。

シリコンベースの生命 
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See also: Alternative biochemistry 参照： 代替生化学 
Since silicon is similar to carbon, particularly in its valency, some people have proposed the possibility of silicon-based life.シリコンは炭素に似て以来、特にその価、いくつかの人々はシリコンベースの可能性を提案して生活します。 One main detraction for silicon-based life is that unlike carbon, silicon does not have the tendency to form double and triple bonds.減損を1つのメインは、シリコンベースの生命とは異なり、炭素、シリコンを形成する傾向には、ダブル、トリプル社債を発行した。

Although there are no known forms of life that rely entirely on silicon-based chemistry, some use silica for specific functions.既知のフォームはないの生活を全面的に信頼シリコンベースの化学、いくつかのシリカの特定の機能を使用します。 The polycystine radiolaria and diatoms have skeletons of opaline silicon dioxide, and the Hexactinellid sponges secrete spicules made of silicon dioxide.のpolycystine 放散虫とdiatomsはスケルトンの乳白色二酸化ケイ素、とhexactinellid スポンジを分泌するspicules二酸化ケイ素製のです。 These forms of silicon dioxide are known as biogenic silica .これらのフォームの二酸化ケイ素として知られては、 生体シリカです。 Silicate bacteria use silicates in their metabolism [ citation needed ] .ケイ酸塩ケイ酸を使用して細菌代謝 [ 文献必要に応じて ] 。

Life as we know it could not have developed based on a silicon biochemistry.私たちの生活を知ることができなかったが、シリコンに基づいて開発さ生化学です。 The main reason for this fact is that life on Earth depends on the carbon cycle : autotrophic entities use carbon dioxide to synthesize organic compounds with carbon, which is then used as food by heterotrophic entities, which produce energy and carbon dioxide from these compounds.このような事実の主な理由は、 地球上の生命に依存して炭素循環 ： 独立エンティティを使用する有機化合物を合成する二酸化炭素を炭素、これは食品を入力し、使用されて従属エンティティ、エネルギーを生み出すと二酸化炭素を交換するが、これらの化合物からです。 If carbon was to be replaced with silicon, there would be a need for a silicon cycle .炭素を置き換えられている場合は、シリコン、する必要があるが、 シリコンサイクルです。 However, silicon dioxide precipitates in aqueous systems, and cannot be transported among living beings by common biological means.しかし、二酸化ケイ素の水溶液析出システム、および生物の間に運ばれることはできません共通の生物学的意味します。

As such, another solvent would be necessary to sustain silicon-based life forms; it would be difficult (if not impossible) to find another common compound with the unusual properties of water which make it an ideal solvent for carbon-based life.このように、別の溶媒が必要であるシリコンベースの生命体を維持することは難しい（そうでない場合は不可能）別の共通の化合物を見つけるの異例のプロパティを水にすることを理想的な溶媒炭素ベースの生活です。 Larger silicon compounds analogous to common hydrocarbon chains ( silanes ) are also generally unstable owing to the larger atomic radius of silicon and the correspondingly weaker silicon-silicon bond; silanes decompose readily and often violently in the presence of oxygen making them unsuitable for an oxidizing atmosphere such as our own.ケイ素化合物に類似して共通の大きな炭化水素鎖（ シラン ）は、一般的に不安定なのためにも大きなシリコン原子の半径とそれに弱いシリコン-シリコンボンド;シラン容易に分解すると頻繁に激しくが存在する酸素酸化雰囲気になって不適切なこのように考えております。 Silicon also does not readily participate in pi-bonding (the second and third bonds in triple bonds and double bonds are pi-bonds) as its p-orbital electrons experience greater shielding and are less able to take on the necessary geometry.シリコンも容易に参加されませんパイ-ボンディング （ 2番と3番の債券のトリプルダブル債は、社債およびπ電子債）として、 p -軌道電子の経験とはあまり大きな遮へいをするために必要なジオメトリを受けることができました。 Furthermore, although some silicon rings ( cyclosilanes ) analogous to common the cycloalkanes formed by carbon have been synthesized, these are largely unknown.また、いくつかシリコンリング（ cyclosilanes ）に類似して共通のcycloalkanes形成される炭素が合成され、これらはほとんど不明です。 Their synthesis suffers from the difficulties inherent in producing any silane compound, whereas carbon will readily form five-, six-, and seven-membered rings by a variety of pathways (the Diels-Alder reaction is one naturally-occurring example), even in the presence of oxygen.その合成の被害を被って、任意のモノシラン化合物の生産が本質的に困難で、容易にフォーム炭素が5つ、 6 - 、および七員リングされた様々な経路（ ディールスアルダー反応は、 1つの自然発生例）でさえ酸素が存在する。 Silicon's inability to readily form long silane chains, multiple bonds, and rings severely limits the diversity of compounds that can be synthesized from it.シリコンのできないことを容易にフォームの長いモノシランチェーン、複数の債券、およびリングで深刻な化合物の多様性を制限することができるから合成してください。 Under known conditions, silicon chemistry simply cannot begin to approach the diversity of organic chemistry , a crucial factor in carbon's role in biology.既知の条件の下に、シリコン化学から始めることはできませんにアプローチするだけの多様性の有機化学は、炭素の役割を果たす重要な要因と生物学です。

However, silicon-based life could be construed as being life which exists under a computational substrate.しかし、シリコンベースの生命が存在すると解釈されて人生を基板の下に計算します。 This concept is yet to be explored in mainstream technology but receives ample coverage by sci-fi authors.このコンセプトはまだ探査されて主流の技術に十分な補償を受け取るしかし、サイエンスフィクション作者に帰属します。

AG Cairns-Smith has proposed that the first living organisms to exist were forms of clay minerals?which were probably based around the silicon atom. agケアンズ-スミスが提案して、最初の形の生物が存在するが、おそらく粘土鉱物-されたベースの周りのシリコン原子です。

大衆文化 
Because silicon is an important element in semiconductors and high-tech devices, the high-tech region of Silicon Valley , California is named after this element.シリコンは、重要な要素となるため、半導体やハイテクデバイスでは、リージョンのハイテクシリコンバレーは、 カリフォルニア州の名前は後に、この要素を作成します。 Other geographic locations with connections to the industry have since characterized themselves as siliconia as well.他の地理的な場所での接続を特徴付けて以来、業界が自らをsiliconiaている。

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