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ダイヤモンドとSi(単結晶)はどちらもダイヤモンド構造を取りますが、
ダイヤモンドは透明なのに、Siは不透明なのは、どうしてですか?

教えてください。

A 回答 (2件)

光に対する特性の原因は基本的に電子の性質によるものです。


電子が軌道エネルギーギャップを飛び越えるためのエネルギーが可視光線のもつエネルギー範囲内でしたら、その光のエネルギーを受け取ってしまいます。
 音叉をたくさん並べて、一方からスピーカーで音を出すと、その音源に含まれる周波数と共鳴する音叉があればその音叉が振動し始めますから、音はそこでいくらか吸収されますね。(エネルギー保存則)
 共鳴する高さの音が含まれていなければ、音は音叉の集団を通り抜けてしまいます。

 Siはご存知のように、半ば金属--半導体--で自由電子になりうる電子を持っていますから、光のエネルギーで十分励起される電子があるということです。炭素はSiよりはるかに共有結合性が高く光のエネルギーは共鳴できなくて素通りしてしまう。

まあ、
・金属が光を通さず、反射する。金属光沢をもつ(Si単結晶は金属光沢を持ちます。)
・導電性をもつ
も同じ原因です。

 ちなみに黒鉛も自由電子を持ちますから同じ炭素の単体であっても、金属光沢・電気伝導性、そして光を通しませんね。

 結合と言うより、結合に関わっている電子を含めて可視光線を吸収しうる電子があるかないかです。
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この回答へのお礼

自由電子が可視光を吸収するため、金属や半導体は光を通さないのですね。
納得しました。
詳しく説明していただき、とても勉強になりました。
ありがとうございました。

お礼日時:2012/12/06 17:37

バンドギャップの問題.


Siはバンドギャップが小さく,可視から近赤でも励起がおこる.
ダイアモンドはギャップが極端に広く,真空紫外でないと励起されない.
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この回答へのお礼

ダイアモンドも真空紫外では半導体になり得るのですね。
バンドギャップについては、詳しく勉強してみようと思います。
ありがとうございました。

お礼日時:2012/12/06 17:41

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