14
Si
ケイ素
Silicon
半金属
ケイ素は原子番号14の半金属で、地殻中で酸素に次いで2番目に多い元素です。 半導体産業の基盤として現代のIT社会を支える最重要元素。シリコンウェハーはCPU、メモリ、太陽電池の材料です。 自然界では二酸化ケイ素（石英、砂）として存在し、ガラスやセラミックスの主原料となります。 「シリコンバレー」の名前の由来にもなった現代文明を象徴する元素です。
原子量
28.085u
融点
1414°C
沸点
3265°C
密度
2.33g/cm³
発見年
1824年
電子配置
[Ne] 3s² 3p²
📸 ギャラリー
シリコンウェハー
シリコンウェハー - 超高純度単結晶。半導体チップの基板。直径300mmが主流。
太陽電池
シリコン太陽電池 - 太陽光発電の主流技術。結晶シリコン型が市場の9割以上。
砂・石英
石英砂 - SiO₂として自然界に豊富。ガラス、半導体原料の出発点。
🔧 主な用途
💻 半導体・IC
CPU、メモリ、各種IC。超高純度シリコン（99.9999999%以上）が必要。IT社会の基盤。
☀️ 太陽電池
結晶シリコン太陽電池は発電効率20%超。再生可能エネルギーの主力技術。
🪟 ガラス
窓ガラス、光ファイバー、レンズ。二酸化ケイ素を溶融して製造。
🧱 セメント・セラミックス
コンクリート、タイル、磁器。ケイ酸塩化合物が主成分。
🧴 シリコーン
シーリング材、潤滑剤、化粧品。有機ケイ素化合物のポリマー。
⚙️ 合金添加
アルミニウム合金、鋳鉄に添加。鋳造性、強度を向上させる。
⚗️ 製造方法
1
金属シリコン製造
石英（SiO₂）をコークスで還元。電気炉で約1800°Cに加熱。純度約98%。
SiO₂ + 2C → Si + 2CO
2
トリクロロシラン法
金属シリコンを塩化水素と反応させ、蒸留精製後に還元。純度99.9999%以上に。
Si + 3HCl → SiHCl₃ + H₂ → Si + 3HCl
3
チョクラルスキー法
多結晶シリコンを溶融し、種結晶から単結晶インゴットを引き上げる。ウェハーに加工。
📰 ニュース
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🔗 関連情報・外部リンク
💡 豆知識
🏙️ シリコンバレー
半導体産業が集積したカリフォルニアの地域。Apple、Google、Intelなどの本拠地。
🌡️ 純度の極致
半導体用シリコンは「イレブンナイン」（99.999999999%）の超高純度が必要。
📛 名前の由来
ラテン語のsilex（火打ち石）から。シリコン≠シリコーン（有機化合物）。
⚠️ 安全情報
💨 シリカ粉塵
結晶性シリカの粉塵吸入はけい肺（シリコーシス）の原因になります。
🔥 粉塵爆発
微粉末のシリコンは空気中で爆発性があります。
✅ 一般的に安全
固体のシリコンは安定で、半導体製品などの日常使用では安全です。