はじめよう固体の科学

電池、磁石、半導体など固体にまつわる話をします

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電気物性

発光ダイオード(LED):人類の到達した第四の光源

第四の明かりである「発光ダイオード(LED)」が普及したのは最近になってからのような印象ですが、その歴史は意外に古く、20世紀前半にはLEDの元型が発明されています.LEDは寿命が長く、低消費電力で、耐衝撃性に優れ、大量生産に適しているという多彩なメ…

ダイオード:電子の「一方通行」を実現する

エレクトロニクスでは様々な機能のある微小なパーツを組み合わせて回路を構成します.ダイオードは代表的な電子素子であり整流作用(電流を一方向にしか流さない性質)を示します.ダイオードは、交流を直流に変換するコンバータ、電流の逆流防止、過電圧か…

pn接合:電子を使いこなす第一歩

n型とp型の半導体を組み合わせることで全く新しい機能性が生まれます.その機能の一つがpn接合による整流作用です.電流が行きは進めても戻れなくなるため、交流・直流の変換も可能です.

マンガンは超伝導と相性が悪い?:超伝導を起こす金属と起こさない金属の違いは何か

マンガン(Mn).第四周期の遷移金属であり、マンガン電池や二酸化マンガン(触媒材料)で有名な元素です.周期表前後の元素を含む化合物では超伝導体が知られているにも関わらず、マンガンが電子伝導を担う物質で常圧で超伝導を示す物質は知られていません.

“Absence of superconductivity”の一覧:なぜ超伝導が出ないことが面白いのか

新しい超伝導体の報告は喜ばしいものであり、多くの物理学者の関心を引きます.しかし、中には“Absence of superconductivity in …”と、超伝導が出ないことが題名で主張している論文があります.超伝導が出ないことの何が面白いのでしょう.「超伝導が出ない…

常誘電体、強誘電体、圧電体、焦電体…:様々な誘電体とその特徴

絶縁体では電子は全て原子核の周りに束縛されており自由には動けません.しかし、ある程度は動く余地があり、ごく小さな電荷のズレが生じます.これらの変位の一つ一つのズレは小さいですが、マクロなスケールでは大きな効果として現れます.

半導体とドーピング:電気を自由自在に制御できる材料

半導体が絶縁体と区別される点、それは不純物の添加(ドーピング)によって電気特性を劇的に変化させることが可能な点です.ドーピングにより、半導体は「電気の流れる状態」「電気の流れない状態」を自在に切り替えることが可能となります.

金属と絶縁体と半導体の違い:エネルギーバンドと電子の動き

物質を分類する方法は多岐にわたりますが、一つの方法は電気抵抗の大きさで区分することです.電気抵抗率の大きい物質を絶縁体と呼び、電気抵抗の小さい物質を金属と呼びます.

超伝導:電気抵抗が厳密に「ゼロ」な材料

極低温で金属の電気抵抗はゼロに近づく、あるいは無限大に発散すると思われたのですが、そのどちらでもない現象が起きました.ある温度で、突然電気抵抗が「ゼロ」になったのです.「超伝導」の発見です.