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森功至 出演
スーパーロボット大戦GC（ガルマ・ザビ、スティーブン・ボウィー、佐馬之介・ドーディ、ビート・マッケンジー）
2005年
機動劇団はろ一座 ガンダム麻雀DS 親父にもアガられたことないのに!（ガルマ・ザビ）
魁!!男塾（赤石剛次）
ドラゴンボールZ3（ネイル）
2006年
うえきの法則 倒すぜロベルト十団!!（小林先生〈コバセン〉）
スーパーロボット大戦XO（ガルマ・ザビ、スティーブン・ボウィー、佐馬之介・ドーディ、ビート・マッケンジー）
2007年
機動劇団はろ一座 ガンダム麻雀+Ζ さらにデキるようになったな!（ガルマ・ザビ）
ドラゴンボールZ スパーキング!メテオ（ネイル）
Purely 〜その狭い青空を見上げて〜（河之辺叔夜）
2008年
機動戦士ガンダム ギレンの野望 アクシズの脅威（ガルマ・ザビ）
タツノコ VS. CAPCOM CROSS GENERATION OF HEROES（大鷲の健、テッカマン）
2009年
機動戦士ガンダム ギレンの野望 アクシズの脅威V（ガルマ・ザビ）
スーパーロボット大戦NEO（スティーブン・ボウィー）
2011年
機動戦士ガンダム オンライン（ガルマ）
機動戦士ガンダム 新ギレンの野望（ガルマ・ザビ）
2012年
機動戦士ガンダム 木馬の軌跡（ガルマ・ザビ）
2013年
真・ガンダム無双（ガルマ・ザビ）
スーパーロボット大戦Operation Extend（ガルマ・ザビ）
真剣で私に恋しなさい!A（津軽海経）
2015年
機動戦士ガンダム エクストリームバーサス フォース（ガルマ・ザビ）
2016年
銀河英雄伝説タクティクス（ミッターマイヤー）
2018年
スーパードラゴンボールヒーローズ（ルシフェル）
2019年
ガンダムネットワーク大戦（ガルマ・ザビ）
2025年
スーパーロボット大戦Y（飛ばし屋・ボウィー） - DLC追加キャラクター
ヴィクター・ガーバー
アローバース（マーティン・シュタイン / ファイヤーストーム）
THE FLASH/フラッシュ
レジェンド・オブ・トゥモロー
インベージョン! 最強ヒーロー外伝
ナース・ジャッキー（ナターマン）
ジム・ブロードベント
クリスマスとよばれた男の子（ファザーヴォデル）
ドクター・ドリトル（トーマス・バッジリー卿）
ハリー・ポッターシリーズ（ホラス・スラグホーン）
ハリー・ポッターと謎のプリンス
ハリー・ポッターと死の秘宝 PART1
ハリー・ポッターと死の秘宝 PART2
ミス・シェパードをお手本に（アンダーウッド警官）※ソフト版
「全国の児童養護施設等に“伊達直人”名義の匿名寄付が続くニュース」についての顔出しコメント（テレビ朝日では「初代タイガーマスク」と書かれているが、富山敬の代役出演である）。
吉田理保子
吉田 理保子（よしだ りほこ、1949年1月24日 - ）は、日本の女性実業家、元声優。
吉田理保子 来歴
劇団こまどり、青二プロダクション、ぷろだくしょんバオバブを経て、81プロデュースに所属していた。
東京都出身で、4人兄妹の長女。東京都練馬区育ち。
子供の頃から騒々しくニギやかな子供で遊び友達は皆男の子でやることといえば野球、馬とびだった。少しは女らしくということで中学時代から女子校に進学していたが、まるで逆効果であった。女ばかりだと女らしい子はますます女らしく、男っぽいのはより男っぽくなってしまったという。
その頃からスジガネ入り、バレリーナになろうと3歳からバレエをしていた。その時に「踊りには演技の勉強も必要だな」と思い出し、富士見高校時代は演劇部に所属していた。知り合いにテレビ局のプロデューサーがいたことがきっかけで、劇団こまどりに所属。芝居の方が面白く、バレエを辞めてしまい、途端にブクブク太り始めてしまった。バレエを辞めたところあまりに太り過ぎてしまい、「これではいけない」と思い、高校3年生の時にモダンバレエを始めた。しかしもう体がついていけず、それも辞めてしまい、1981年時点では「今度は、美容体操でも始めようか」と思っていたという。
吉田理保子 来歴
20歳ごろに、NHK教育テレビの番組『明るいなかま』に顔出しでレギュラー出演をする。だが、本人曰く「太ってきちゃって（笑）。そのままいけば結婚するシーンもさせてあげるという役だったのに、その話もなくなっちゃうくらい」「こんなに太っちゃったら映像はもう無理じゃない？」となり、吉永小百合の夫でフジテレビの岡田太郎の紹介で青二プロダクションに所属し、声優活動を開始する。アニメのデビュー作は『アンデルセン物語』。初レギュラーは『ワンサくん』である。初主役は『魔女っ子メグちゃん』の神崎メグ役となる。
1998年1月に声優業の第一線から引退する。理由については後に、洋画でいい役や面白い役を当時立て続けに担当できたことや、現場で共演者の芝居を観て「もっとこうすれば良くなるのに……」と感じるようになりマネージャーに向いているかもしれないと考えたこと、それまでにさまざまな役を演じ「やりきった」という気持ちが大きかったことを挙げている。
引退後はマネージャー職を経て、キャスティング・コーディネーター、声優講師などの活動に主に携わっている。声優業については過去に演じた役・再現など特殊なオファーが入った場合を除き、基本的にしない方針を採っている。
2006年より野沢雅子が独立して設立したオフィス野沢に移籍し、野沢のマネージャーを務めていた。2012年4月30日付けでオフィス野沢廃業後、メディアフォースに移籍しマネージャー業を務める。2014年2月23日、メディアフォースの破産に伴い、同年3月より株式会社ディーカラーにて所属声優のキャスティングに関わる業務を行った。
吉田理保子 人物
声種はメゾソプラノ。
声優としては1960年代末期から1990年代にかけて活躍。『アルプスの少女ハイジ』のクララなど当初は少女役が多かったが、1978年に『未来少年コナン』で大人の女性であるモンスリー、翌1979年には『ベルサイユのばら』でロザリー・ラ・モリエールを演じ芸域を広げた。主役級の代表作に、『魔女っ子メグちゃん』の神崎メグ、『まいっちんぐマチコ先生』麻衣マチコなどがある。
洋画吹き替えでは、『エイリアン3』のシガニー・ウィーバーや『ターミネーター2』のリンダ・ハミルトン、『女刑事キャグニー&レイシー』のシャロン・グレスなど芯の強い女性キャラクターを数多く演じた。
特技は日舞。趣味は読書、お酒、ゴルフ。
『アルプスの少女ハイジ』のクララについて、後に「ああいう役はめったに出会えなかった」「特別な役」であると共に、一番苦労した役だったと述べている。収録時に画がなく、何をやってるのか分からなくなるくらいダメ出しが多かったため、いつも「早くハイジは山に帰れ!」と思っていたといい、クララがハイジに再会した辺りから「やっと吹っ切れた」という。また、演技ができず悔し泣きをした経験もあり、「今は、そういう経験をしたから良かったんだと思いますけど」と語っている。
吉田理保子 人物
『魔女っ子メグちゃん』の神崎メグについては、クララとは対照的に男勝りで活発なため「本当に伸び伸びと地のままで演じさせていただいた感じでしたね」と語り、童心に戻れたように楽しく演じられた大好きな役だったという。
メグを演じていた頃、当時の所属事務所に小学校5年生の少年からファンレターが来た、内容は手紙の他に野球のユニフォーム姿などプライベート写真が同封されていた。明らかに吉田を異性として意識していたものであり、メグを演じる吉田のことを中学2年生くらいのお姉さんだと思い込んでいた様子だったという。
吉田理保子 後任
吉田の引退後、持ち役を引き継いだ人物は以下の通り。
吉田理保子 出演
太字はメインキャラクター。
1971年
アンデルセン物語（村人）
いなかっぺ大将
国松さまのお通りだい
さるとびエッちゃん
ふしぎなメルモ（矢部千代子）
1972年
海のトリトン（クラゲ）
ゲゲゲの鬼太郎（第2作）
科学忍者隊ガッチャマン（マヤ）
天才バカボン
ど根性ガエル（1972年 - 1974年、山田花子、天地ルミ）
マジンガーZ（1972年 - 1974年、ローレライ 他）
モンシェリCoCo
ルパン三世 (TV第1シリーズ)
1973年
バビル2世
ワンサくん（ユキコ、シロー）
デビルマン
ミクロイドS（大関タケオ）
ミラクル少女リミットちゃん（竹下光子）
新造人間キャシャーン（ミリー）
侍ジャイアンツ（番場ユキ）
キューティーハニー（1973年 - 1974年、夏子）
ドラえもん（日本テレビ版）（ジャマ子）
山ねずみロッキーチャック（そよ風のおねえさん、うずらの子供）
1974年
空手バカ一代
ゲッターロボ（1974年 - 1975年、ミチル）
アルプスの少女ハイジ（クララ・ゼーゼマン、村人）
はじめ人間ギャートルズ（1974年 - 1976年、ピー子ちゃん）
てんとう虫の歌（動物園の男の婚約者）
魔女っ子メグちゃん（1974年 - 1975年、メグ）
みつばちマーヤの冒険（オトシブミのママ）
1975年
吉田理保子 出演
アラビアンナイト シンドバットの冒険
一休さん（桔梗屋弥生〈2代目〉 ※第4話 - 第296話）
グレートマジンガー（戦闘獣ヘレナ）
ゲッターロボG（1975年 - 1976年、早乙女ミチル）
鋼鉄ジーグ（卯月美和）
少年徳川家康（築山殿）
勇者ライディーン（百合香）
ラ・セーヌの星（アンジェリカ）
1976年
母をたずねて三千里（ロシータ）
元祖天才バカボン
ゴワッパー5 ゴーダム（植木田ミト）
大空魔竜ガイキング（さゆり）
タイムボカン（カーレン）
ハックルベリィの冒険（キャサリン）
ブロッカー軍団IV マシーンブラスター（ヒロミ）
ポールのミラクル大作戦（虹の精）
マグネロボ ガ・キーン（花月舞〈パイロット版〉、幼少時の北条琴江）
キャンディ♡キャンディ（ジェーン・ブライトン）
マシンハヤブサ（西音寺さくら）
UFOロボ グレンダイザー（1976年 - 1977年、マリア、コマンダーマリーネ）
1977年
あしたへアタック!（一条明日香）
アローエンブレム グランプリの鷹（香取梨恵）
一発貫太くん（京子）
超電磁ロボ コン・バトラーV（山部ゆき子）
ドカベン（勇次）
氷河戦士ガイスラッガー（志岐玲子）
まんが日本絵巻（那須与一〈少年時代〉、巴御前）
ヤッターマン（ティターニア、ラン）
惑星ロボ ダンガードA（1977年 - 1978年、リサ）
吉田理保子 出演
1978年
宇宙海賊キャプテンハーロック（エメラーダ）
SF西遊記スタージンガー（サタナ）
キャプテン・フューチャー（ヌララ）
女王陛下のプティアンジェ（ローラ）
新・エースをねらえ!（宝力冴子）
宝島（1978年 - 1979年、リリー）
はいからさんが通る（北小路環、おひきずりさん）
ペリーヌ物語（パン屋）
魔女っ子チックル（小森チックル）
未来少年コナン（モンスリー）
無敵鋼人ダイターン3（1978年 - 1979年、母親B、リサー）
1979年
赤毛のアン（フローラ・ジェーン）
あしたの勇者たち（三幌洋子）
アニメーション紀行 マルコ・ポーロの冒険（オルジェ）
科学冒険隊タンサー5（ジョン）
銀河鉄道999（ライザ、キャロル）
サイボーグ009（1979年版）（フレイヤ、ペテル少年、スクナーA.B）
ゼンダマン（女帝）
闘士ゴーディアン（ロゼ）
日本名作童話シリーズ 赤い鳥のこころ（鬼の奥さん）
ベルサイユのばら（1979年 - 1980年、ロザリー）
ルパン三世 (TV第2シリーズ)（1978年 - 1979年）
1980年
吉田理保子 出演
宇宙大帝ゴッドシグマ（1980年 - 1981年、ミナコ・マルチーノ）
タイムパトロール隊オタスケマン（ファラ）
釣りキチ三平（チーコ、ヘレン・ワトソン）
鉄腕アトム (アニメ第2作)（キャシー、リリィ）
ニルスのふしぎな旅（ダンフィンの姉）
ムーの白鯨（マドーラ）
1981年
おはよう!スパンク（芳村科子）
怪物くん（第2作）（メフィスト）
グリックの冒険（フラック）
姿三四郎（南小路高子）
太陽の使者 鉄人28号（ラン）
まいっちんぐマチコ先生（1981年 - 1983年、マチコ先生 / 麻衣マチ子）
1982年
うる星やつら（1982年 - 1984年、クラマ 他）
科学救助隊テクノボイジャー（先生、母、ジュリアン）
戦闘メカ ザブングル（キャローン）
太陽の子エステバン（マリンチェ）
とんでモン・ペ（加納麻紀）
忍者マン一平（徳川先生、プッピー）
南の虹のルーシー（ケイト・ポップル、ナレーション）
魔境伝説アクロバンチ（シルビア）
魔法のプリンセス ミンキーモモ（マリー）
1983年
アルプス物語 わたしのアンネット（マリー・モレル）
スペースコブラ
聖戦士ダンバイン（ジャコバ、ベティ・フローズン）
超時空世紀オーガス（ティナ・ヘンダーソン）
ピュア島の仲間たち（ミンタ）
プラレス3四郎（恵子）
1984年
吉田理保子 出演
オヨネコぶーにゃん（アレレ）
Gu-Guガンモ（半平太のママ、ドロシー・スカイラーク）
小さな恋のものがたり チッチとサリー初恋の四季（トンコ）
牧場の少女カトリ（ハンナ）
森のトントたち（エルミー）
1985年
炎のアルペンローゼ（フランソワーズ）
ミームいろいろ夢の旅（赤山リカ）
六三四の剣（夏木佳代）
夢の星のボタンノーズ（ブレスレッド夫人）
1986年
愛少女ポリアンナ物語（デラ・ウェザビー）
オズの魔法使い（コウノトリ）
光の伝説（石崎監督）
ボスコアドベンチャー（ダミア）
1987年
ウルトラB（戸坂の母）
エスパー魔美（たばこ屋のおばさん）
シティーハンター（エンジェル・ハート）
ハイスクール!奇面組（固岩鉄子、千絵の母〈2代目〉）
1988年
小公子セディ（サラ）
トランスフォーマー 超神マスターフォース（メガ）
それいけ!アンパンマン（1988年 - 1996年、氷の女王〈初代〉、ケシゴム先生〈初代〉、キュウリのモミモミさん〈初代〉、シチューおばさん〈初代〉、そらまめおばさん〈初代〉、ドロロンくん〈初代〉）
1989年
吉田理保子 出演
青いブリンク（女王）
昆虫物語 みなしごハッチ（1989年 - 1990年、ガのママ、スズメバチの女王、サーファ女王）
美味しんぼ（1989年 - 1991年、先生、田原、テルコ、二木輝子）
機動警察パトレイバー（高尾）
ジャングル大帝（新）（マーサ）
新グリム名作劇場（水の妖精）
パラソルヘンべえ（内木陽子）
笑ゥせぇるすまん（1989年 - 1990年、千子、女性）
1990年
おぼっちゃまくん（1990年 - 1992年、礼儀佐保子、ミボリン）
チンプイ（コスモス）
魔神英雄伝ワタル2（フトメン）
私のあしながおじさん（ジュリアの母）
1991年
おにいさまへ…（マリ子の母）
おばけのホーリー（マジョリーヌ）
きんぎょ注意報!（千歳のママ）
ゲッターロボ號（聖月里美）
21エモン（リゲルの母）
わたしとわたし ふたりのロッテ（ルイーゼロッテ・ケルナー）
1992年
お〜い!竜馬（坂本伊予）
チロリン村物語（キャベツ）
ママは小学4年生（みらい）
1993年
恐竜惑星（レイ、シル）
1994年
モンタナ・ジョーンズ（アガサ・ジョーンズ）
1995年
愛天使伝説ウェディングピーチ（ジュラ）
あずきちゃん（志乃）
アリス探偵局（継母）
空想科学世界ガリバーボーイ（占い師、ハレルヤ、ヤッコ太夫）
ヤンボウ ニンボウ トンボウ（海賊の頭、王妃）
1996年
吉田理保子 出演
ゲゲゲの鬼太郎（第4作）（白粉婆）
はりもぐハーリー（カブリーヌ母）
名犬ラッシー（メリッサ・キャラクロー）
名探偵コナン（芦屋暎子）
1997年
金田一少年の事件簿（多岐川かほる）
中華一番!（パイ）
手塚治虫の旧約聖書物語（デボラ）
白鯨伝説（アイリーン）
1974年
魔女っ子メグちゃん（メグ）
1975年
アンデルセン童話 にんぎょ姫（スオミの姫）
グレートマジンガー対ゲッターロボ（ミチル）
グレートマジンガー対ゲッターロボG 空中大激突（ミチル）
魔女っ子メグちゃん 月よりの使者（メグ）
1976年
グレンダイザー ゲッターロボG グレートマジンガー 決戦! 大海獣（ミチル）
1977年
惑星ロボ ダンガードA対昆虫ロボット軍団（リサ）
1978年
惑星ロボ ダンガードA 宇宙大海戦（リサ）
1979年
未来少年コナン（モンスリー）
1980年
家なき子
まことちゃん（美香）
1981年
グリックの冒険（フラック）
1983年
うる星やつら オンリー・ユー（クラマ姫）
おはよう!スパンク（科子）
1984年
風の谷のナウシカ（トエト、少女）
未来少年コナン 巨大機ギガントの復活（モンスリー）
1985年
Gu-Guガンモ（半平太のママ）
ルパン三世 バビロンの黄金伝説（ザクスカヤ）
1986年
ウインダリア（クンドリー）
1988年
はれときどきぶた（お母さん）
1989年
吉田理保子 出演
ヴイナス戦記（キャシー）
ウルトラマンUSA（スーザン・ランド）
ギャラガ HYPER PSYCHIC GEO GARAGA（ミン）
それいけ!アンパンマン キラキラ星の涙（氷の女王）
1990年
ベルサイユのばら（ジャンヌ）
1992年
三国志 第一部・英雄たちの夜明け（貂蝉）
1995年
美少女戦士セーラームーンSuperS セーラー9戦士集結!ブラック・ドリーム・ホールの奇跡（バディヤーヌ）
1996年
金田一少年の事件簿 オペラ座館・新たなる殺人（佐伯涼子）
1986年
那由他（ソズ）
1989年
極黒の翼バルキサス（リアンの母）
1990年
冒険!イクサー3（ゴーレム）
1991年
銀河英雄伝説（ケンプの妻）
創竜伝（1991年 - 1993年、鳥羽冴子 他）
1993年
特捜戦車隊ドミニオン（ウェザビー市長）
1994年
Compiler（アップロード）
1997年
スレイヤーズすぺしゃる（ジョセフィーヌ）
シガニー・ウィーバー
エイリアン3（エレン・リプリー）※フジテレビ版
ゴーストバスターズ2（デイナ・バレット）※フジテレビ版
死と処女（ポーリナ・エスコバル）
刑事コロンボシリーズ
刑事コロンボ 悪の温室（キャシー・グッドウィン〈サンドラ・スミス〉）※日本テレビ版
刑事コロンボ 5時30分の目撃者（ブレンダ〈グローリー・カウフマン〉）
刑事コロンボ 魔術師の幻想（デラ・サンティーニ〈シンシア・サイクス〉）
刑事コロンボ 殺しの序曲（ウェイトレス〈ジェイミー・リー・カーティス〉、受付嬢〈ミッツィ・ロジャース〉）
新・刑事コロンボ マリブビーチ殺人事件（マーサ・ロッカ夫人〈サンドラ・カリー〉）
米国立スーパーコンピュータ応用研究所
米国立スーパーコンピュータ応用研究所（べいこくりつスーパーコンピュータおうようけんきゅうじょ、英: National Center for Supercomputing Applications, NCSA）は、アメリカ合衆国イリノイ州のイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校にある研究所で、米国科学財団のスーパーコンピュータを扱う5つの施設のうちの1つである。スーパーコンピュータを利用した研究を主とするが、Mosaicと呼ばれるWebブラウザやNCSA HTTPdと呼ばれるWebサーバソフトウェアを出した研究所として知られている。
1983年、アーバナ・シャンペーン校の教職員であるラリー・スマールを先導に、米国科学財団に頼んでもいない提案を送ったことからこのセンターは建てられた。米国科学財団が1985年にスーパーコンピュータの施設への資金提供を発表し、翌年の1986年1月に初めてスーパーコンピュータはオンラインになった。NCSAの実質的な活動を開始したのもこのときであるため、設立は1986年1月とされている。
米国立スーパーコンピュータ応用研究所
最初に、NCSAは事務所をWater Resources Bulidingに置いた。後に本部はアーバナ・シャンペーン校のキャンパスの周りに散らばり、2006年現在ではアーバナ・シャンペーン校の中に自前のビルに置かれているが、それはアーノルド・ベックマンの高度な科学や技術を扱う研究所として使われていた場所であった。その新しい本部は「NCSAビル」と呼ばれている。なお、スーパーコンピュータの施設はAdvanced Computation Buldingと呼ばれる施設に収容されている。
NCSAは大学、政府、民間会社、コミュニティ及び学校とともに、どのようにしてサイバーインフラストラクチャの利点を発見するか、というものを仕事としている。全米科学財団、イリノイ州、イリノイ大学及び産業のパートナー、そして他の連邦機関はNCSAを支援している。
米国立スーパーコンピュータ応用研究所 スーパーコンピュータの能力
NCSAのスーパーコンピューティングシステムBlue Watersは、ピーク時のパフォーマンスが1.3ペタFLOPS（1秒あたり1.3京回の浮動小数点演算）を超える程度である。
Mosaicは世界で初めての画像を扱えるウェブブラウザで、インターネットとWorld Wide Webの成長に重要な役割を果たした。このソフトはマーク・アンドリーセンとエリック・ビナによって作られ、後にその２人はNetscape Navigatorを開発した。また、スパイグラスのライセンスを受けて、マイクロソフトのInternet ExplorerもMosaicの基盤を利用していた。
ヨハネス・ファン・デル・ワールス
ヨハネス・ディーデリク・ファン・デル・ワールス（Johannes Diderik van der Waals, 1837年11月23日 - 1923年3月8日）は、オランダの物理学者。分子の大きさと分子間力を考慮した気体の状態方程式を発見し、1910年にオランダ人として3人目のノーベル物理学賞を受賞した。
ヨハネス・ファン・デル・ワールスの業績の重要さは以下の点にある。
他に、この研究を発展させた混合気体の理論や、液体の表面張力に関する研究もある。
ヨハネス・ファン・デル・ワールス 略歴と業績
1873年、『液体と気体の連続性について（On the Continuity of the Liquid and Gaseous States）』と題する博士論文を発表。
この中で、分子間力と分子自身の体積を考慮し気体と液体の両方を含む状態方程式を示す。
マクスウェルは、ネイチャーでこの論文を以下のように激賞している。
「ファン・デル・ワールスの名はまもなく分子科学の最先端に記されるであろう」
「この論文はオランダ語を勉強しようという気運を起こさせるであろう」
彼の研究の始まりは分子運動論から理想気体の法則を導いたクラウジウスの論文である。これに触発され、二酸化炭素の状態を詳しく調べて臨界温度を求めていたアンドリューズの実験（1869年）を分子論的に説明できないかと考えた。そして、理想気体の状態方程式に分子間の引力（ファンデルワールス力）と分子の大きさをそれぞれ表す二つの定数（ファンデルワールス定数と呼ばれる）を導入することで実験結果を上手く説明できることを発見した。
ヨハネス・ファン・デル・ワールス 略歴と業績
分子間力や分子の大きさは気体によって異なるため、当初彼の発見した状態方程式の定数は気体ごとに異なった値を持っていた。しかし彼はさらに研究を進め、温度・圧力・体積の尺度を変えるだけで多くの気体や液体の性質が同じ状態方程式であらわされるという法則を導き出した。この成果によって、デュワーの水素液化やカメルリング・オネスのヘリウム液化の方法が開発された。
この後､ファンデルワールスの状態方程式の誤差を埋めるべく、クラウジウスほか多くの物理学者によって様々な方程式が提案されているが、分子間力と分子の大きさを考慮するというファン・デル・ワールスの直感は今でもそのまま残っている。
金属
化学において、金属（きんぞく、英: metal）とは、一部の化学物質を指す総称である。具体的な定義については、#定義を参照。
金属は、水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される。
単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある。周期表において、ホウ素、ケイ素、ヒ素、テルル、アスタチン（これらは半金属と呼ばれる）を結ぶ斜めの線より左に位置する元素が金属元素に当たる。
異なる金属同士の混合物である合金、ある種の非金属を含む相でも金属様性質を示すものは金属に含まれる。
金属 定義
以下の5つの特徴をすべて備えるものを「金属」と定義する。
ただし、金属元素以外でも特定環境下では金属状態となる可能性も指摘され、例えば常温・高圧（約200GPa以上）下では水素は金属と同じような性質を帯びると推測されている。これを金属水素と呼称する。
金属を原子の化学結合で定義する場合、特有の金属結合で説明される。これは、カチオン化した金属元素が規則正しく並び、その間を自由電子が動き回りながら、これらがクーロン力で結びついている結合を指し、常温下でこのような結合状態にある物質を金属と定義している。
原子の配列は、ほとんどの場合、面心立方格子構造 (fcc)、体心立方格子構造 (bcc)、六方最密充填構造 (hcp) のいずれかを取り、元素の種類や同じ元素でも状態によってそれぞれの構造となる。この構造はそれぞれ原子充填率が異なり、金属の塑性変形に影響を与える。
金属 定義
自由電子理論では、金属とは陽子がつくる格子状立体の中を電子が自由に飛び回っている状態 (Drude, 1900)、自由電子の気体の中に鋼体球（陽イオン）が浸かっている状態 (Lorentz, 1923) という表現で、カチオンと電子雲が結合する様子と自由電子のふるまいを説明した。この自由電子の存在が金属の特徴をもたらす。物体に外部の力が加わってズレが生じた際、イオン結合の物質は静電反発が起こり壊れるのに対し、金属は自由電子が取り囲んでいるため結合が安定する。金属光沢は、自由電子がほとんどの可視光をはねかえす、実際は自由電子の集団が様々な波長の光を吸収して再放出するため、全体では反射し光沢を持っている様に見えることによる。導電性には、電荷を持つ電子が自由に動き回りながら電極間に電荷を受け渡すことで寄与している。
原子中の電子が取りうるエネルギーのレベルは、複数の原子が存在する状態下ではおのおのが重ならない電子軌道を取る。バンド理論と呼ばれる理論を用いた場合、金属は以下のように定義される。
金属 定義
量子力学が要請する分裂によって生じる軌道は、金属においてアボガドロ数程度の原子が存在する状況ではエネルギーが低いところから順々に埋められ、最も高いエネルギー（フェルミエネルギー）を持つ電子が球状のフェルミ面を形成し、全体として定まった幅を持つ。これは「バンド構造」と呼ばれる。このバンドには物質によっては電子が軌道を取りえない断絶したエネルギー領域（バンドギャップ、禁制帯）があり、電子が取りうる最大のエネルギー領域がこのバンドギャップ部分にあると、電子軌道はギャップよりも低く原子核に束縛される バンド領域（価電子帯、バレンスバンド）に詰まってしまい、電流は流れない。しかし金属にはこのバンドギャップが無いため、電子は自由に動くことができ、電流が流れる。
半導体は、このバンドギャップが1eV前後であるため、光や熱のエネルギーを加えることで電子の一部をバンドギャップよりもエネルギー位置が高いところにある伝導帯（コンダクションバンド）まで引き上げることができ、結果通電するようになる物質である。
金属 性質
系の自由度を規定するギブスの相律では、物質の状態は以下の式で示される。
ただし、
金属の相律を考える際、わずかな圧力変化が及ぼす影響は無視してかまわないため、変数2が表す示強性のうち圧力を減らした次式を用いる。
純金属の成分は1となるため、上式を変形すると
となり、 = 2 すなわち固相と液相が共存する状態での自由度  は0になる。これは、純金属が一定の融点を持つことを示す。一方、合金では  は2、 は1となり、融け始める温度（固相線温度）と完全に融ける温度（液相線温度）が異なるため、固相線温度を融点と置いている。これら相の変化は、溶融状態の金属を徐々に冷却しながら凝固させ得られる冷却曲線から分析する。
この、一定である純金属の融点（凝固点）は、温度の定点として利用されている。国際温度目盛1990年改訂 (ITS-90) ではスズ、アルミニウム、金、銀などの凝固点が採用されている。融点から沸点の間で液体状になった金属、または狭義では室温付近で液体状になる金属を液体金属という。
金属 性質
金属は一般には硬いものとしてイメージされ、ひっかき硬さなどの意味に置いては実際に硬いものが多い。しかし、アルカリ金属やアルカリ土類金属のように柔らかいものもある。また、塑性という観点に立てば、むしろ金属は柔らかく（延性があり）加工しやすいのが特徴といえる。工業的に大量に利用されている理由も、強度と加工しやすさのバランスの良さにある。
塑性には、金属原子がどのような構造配列を持っているかも影響を与える。金属の塑性変形は原子密度が高い辷り面（すべりめん）と呼ばれる結晶面に沿って、原子の間隔が広く抵抗が少ないところから間隔が狭い方向（辷り方向）に起こる。この辷り面と辷り方向の組み合わせは「辷り系（すべりけい）」と呼ばれ、原子の構造配列によって数が異なる。それぞれの系の数は、fccが12、bccが48、hcpが4となる。ただし、bcc構造は原子密度が高い領域が無いため、辷りを起こすためには大きなせん断力が必要になる。このような理由から、fcc構造の金属は比較的簡単に塑性を起こし、bcc構造の金属は力が必要だが多様な形に変形させることができる。
金属 性質
金属材料の硬さ評価は、JIS規格にてブリネル硬さ、ビッカース硬さ、ロックウェル硬さ、ショア硬さの4種類の測定法が定められている。ブリネル硬さ試験は鋳物などに限られ、荷重の幅が広いビッカース硬さ試験は柔らかい金属から超硬合金まで対応が可能。ロックウェル硬さ試験は黄銅や焼入れ合金などで用いられる。
物質が相を固体、液体、気体に変えることを相変態というが、ほとんどの金属はこれ以外に固体状態で結晶構造を変える現象を起こし、これを「固相変態」、「同素変態」または単に「（金属の）変態」と言う。この変態は温度変化によって起こされ、大抵のケースでは低温のfccやhcp構造を取る金属が固有の温度（変態温度）でbcc構造へ変わる。しかし例外として鉄は特殊な変態を見せ、低温時のbcc構造（α-Fe）から、912℃を境界にfcc構造（γ-Fe）へ変り、さらに加熱すると1400℃でbcc構造 (δ-Fe) となる。これは、低温の鉄は磁性が強いために起こる現象と説明されており、この特性が鉄の用途を広げる理由ともなっている。
高温の金属が冷却されbcc構造になる変態を「マルテンサイト変態」と言い、これは開始温度 Ms で始まり終了温度 Mf で完了する。逆にbcc構造の金属を加熱し起こす変態は「逆変態」と呼ばれ、温度 As で始まり Af で完了する。これらの温度は Mf＜Ms＜As＜Af の関係にある。
金属 性質
この変態を工学に応用する例には、原子力発電所で利用するウラン処理がある。668℃以下で斜方晶構造 (α-U) のウランは発電において鍛造や圧延加工を施し棒状に成形されるが、これには集合組織が形成されるため何度も加熱するうちに熱膨張を起こして数倍に伸びる。そこで、ウラン棒を加熱し正方晶構造 (β-U) へ変態させた上で急冷し、集合組織を除去する。これによって熱膨張を低減させることができる。
自由電子のふるまいによって、金属の熱伝導率と電気伝導率は高くなり、しかも比例する（ヴィーデマン＝フランツ則）。金属は温度が下がると電気伝導性が上がり、逆に温度が上がると伝導性は減少する。これは温度の上昇に伴って伝導電子がより散乱されるためである。この性質から、絶対零度に向けて金属の電気抵抗はゼロになることを検証する過程で、超伝導が1911年にヘイケ・カメルリング・オネスによって発見された。超伝導となる温度（臨界温度、Tc）は金属によって異なり、例えばニオブは9.22K、アルミニウムは1.20Kとなる。
金属 性質
貴金属など一部を除き金属は本来、酸化や硫化された状態が安定している。工業利用では還元反応を用いて化合物を取り除いているが、自然な状態に置いた金属は再び酸素や硫黄などと結びつこうとする性質を持ち、錆や脆化が発生する。これらや、酸による反応などは一般に腐食と呼ばれる。腐食は、「化学的腐食」に相当する溶液による「湿食」や腐食性ガスがもたらす「乾食」がある。「電気化学腐食」は、合金を含め複数の金属が接触しているものに対し、電極の電位差から起きる腐食であり、イオン化傾向が強い金属が陽極（アノード）となって電解腐食（ガルバニ腐食）を起こす。
一方、化学的腐食のうち酸などが金属の表面を侵した段階で、この部分が酸化皮膜化してそれ以上の腐食が起こらなくなる現象がある。例えば鉄を希硝酸に漬けると溶解するが、硝酸濃度を上げ40%を超えると溶解速度は遅くなり始め、65%以上では溶解しなくなる。これは、鉄の表面に数10Å厚の不溶性である酸化鉄(II,III)が生成されるためである。このような状態となった金属を不動態と言う。
金属が酸素と結びつく酸化反応には、激しく起こるものと緩やかに進行するものがある。金属粉が酸化する場合、急な発熱や閃光を伴うことがあり、爆発事故に繋がる場合がある。この現象を逆利用したものがアルミニウム粉末を用いた溶接の手段であるテルミット法や、マグネシウムを利用する写真用フラッシュなどである。
塑性がある金属でも、過大な力が掛かれば破壊する。引張破壊を例にすると「脆性破壊」と「延性破壊」に分かれる。ぜい性破壊は亀裂を起因とするもので破壊箇所に塑性変形が見られず、金属の結晶面に沿って破壊が始まり、劈開（ヘキカイ）破面と呼ばれる断面が2km/秒という瞬時に金属に走って断裂する。これは部品設計上の問題が大きい。延性破壊は荷重のため金属が延伸し、その限界に達したところで断裂を起こす。そのため、破断部分に伸び細った様子が見られ、破断面にはディンプルと呼ばれる小さなくぼみが多数観察される。このような破壊に対し、破断面を観察し研究する分野はフラクトグラフィ（破面学）と呼ばれる。
一方で、破壊を引き起こさない程度の力が繰り返し同じ箇所に掛かるような時にも破壊が起こる。これは「金属疲労」もしくは単に「疲労」と呼ばれる。
金属 金属の分類
金属の分類にはいくつかの方法がある。
鉄鋼
非鉄金属
金属を比重で分類する場合は、比重5を基準に下回るものを軽金属、上回るものを重金属と一般に呼ぶ。しかしこれはあまり厳密な定義ではなく、基準を比重4とする場合 もある。
貴金属と卑金属の分類にはさまざまな考え方がある。イオン化傾向から小さい金属を「貴金属」、大きいものを「卑金属」と呼ぶ概念、これに産出量の少なさや金属光沢の美しいもの（貴金属：precious metals）と大量産出されるもの（卑金属：base metals）を判断に加える概念 もある。貴金属は財貨となり、硬貨や貨幣経済を裏打ちする金本位制の基礎など、世界経済を支える役割を担った。また、卑金属から貴金属を生み出すことを目的とした錬金術は、化学の生みの親ともなった。
ほとんどの金属が持つ金属光沢は灰白色であるが、一部に、比較的はっきりした色相を有する金属がある。純金属では金や銅、合金では黄銅、丹銅などがある。なお表面が酸化、塩素化、窒化など化学反応を起こした場合、これらの化合物の色や、酸化発色などの構造色 によって変色することもある。
金属 金属の分類
金属を汎用金属（コモンメタル、ベースメタル）と希少金属（レアメタル）に分ける分類もある。レアメタルの基準は以下の1-4のどれか一項目を満たし、かつ5番目の条件にあてはまるものを言う。
レアメタルは、典型元素15種類+希土類以外の遷移元素15種類+希土類金属（レアアースメタル）17種類の合計47種類があり、この中には半金属のホウ素、セレン、テルルも含まれる。これらレアメタルはクラーク数の少なさとは必ずしも一致せず、例えば銅は、地殻に含まれる量は少ないが古来青銅器が作られたように鉱石が発掘しやすく精錬も容易だった。
コモンメタルの定義は、「レアメタル以外の金属」「歴史的に文明を支えた鉄、銅、亜鉛、スズ、水銀、鉛、アルミニウム、金、銀の8種類」など複数ある。
以上のように「レア」と「コモン」の差は物質の絶対量ではなく、人類がいかに容易に調達できるか、需給バランスのギャップという点が強い。そのため、精錬技術の向上など製造プロセス革新によってレアメタルに分類される金属がコモンメタル化される可能性があり、その例としてチタンがコモンメタル化されつつある。
金属 合金
単一の金属を「純金属」という のに対し、複数の金属の化合物を「合金」という。合金は単体の金属が持たない性質を持つことがあり、工業用材料として用いられる金属は多くが合金である。
鉄を基礎とする合金（鉄基合金）は鉄鋼と呼ばれ、その潤沢な生産性を背景に様々な分野で活躍している。鉄鋼は本質的に鉄 (Fe) と炭素 (C) の合金であり、その微細組織は Fe-C 二元系が平衡状態にある物質と定義できる。鉄鋼の用途は構造部材が主流とするが、車両や船舶など輸送機械、発電、化学などのプラントや工作機械類、ばね、工具、金型など多岐にわたる。
鉄鋼はさらに別の金属を加えた改良が施され、クロムを加えて耐食性を付与した不銹鋼（ステンレス鋼）は100種類以上、優れた磁性を持つ磁石鋼、膨張など温度による影響を排除した不変鋼（インバー、バイメタルなど）、その他にも工具鋼や耐熱鋼、快削鋼など、多様な合金が上市されている。
本来は結晶相を持つ金属が、ある種の合金では規則的な格子を作らずガラスのように非晶性となることがあり、これはアモルファス金属と呼ばれる。1960年、金-シリコン合金で発見されたこの性質は、他に鉄系、アルミニウム系、コバルト系、ニッケル系、マグネシウム系などが知られる。
金属 合金
アモルファス金属は、強い磁性に機械的強度や耐食性に優れ、温度変化による熱膨張や剛性低下の係数が低い。アモルファス金属の製造法には複数の手法が提案されているが、工業的には直接合金を得られる溶融金属の急冷凝固法が優れている。
合金の中には、特殊な機能を持つ種類がある。ニッケル-チタンや鉄-マンガン-チタン合金などの形状記憶合金、相変態を利用した超弾性合金、金-銅-ジルコイル合金などの超塑性合金、マグネシウムなどを用いる水素吸蔵合金、結晶境界のずれを利用する制振合金などがある。水銀や高価なセシウムに替わる低融点の合金も研究されており、かつて開発されたウッドメタルの毒性を改良したガリンスタンなども提案されている。今後は、レアメタルの用途を代替する合金の開発などが求められている。
金属 精錬と加工
地球の環境下において、天然の状態で得られる純金属はごく少数に限られ、ほとんどは酸化物、硫化物、炭酸塩、ケイ酸塩、ヒ化物といった化合物となっている。これらから他の元素を排除して利用に耐えうる金属を取り出す手法を精錬、冶金と言う。その方法は加熱して行う乾式精錬法（乾式冶金法）と、電気分解（電解精錬）や溶液内で抽出する湿式精錬法（湿式冶金法）があり、これらは金属と他の元素間に働く結合力（親和力）などから選ばれる。
金属利用範囲の拡大に伴って高純度の金属が求められるようになり、これらに対応する精錬法も開発されている。ゾーンメルト法（帯域溶融法）は、溶融させた不純物を含む金属を徐々に冷やし、偏析を利用して純度を高める。
金属を工業材料として用いるには、まず溶融させて鋳型に流し込む鋳造から始まる。青銅器時代から用いられたこの金属加工法で作られた鋳物は、そのままでは粗く、不純物の遍在や鋳巣などがあり強度が低い。これらは金属部品の要求性能が高まるにつれ、塑性加工技術の進展や用いられる合金の改良などが施された。鉄では1947年に球状黒鉛鋳鉄、アルミニウム合金では1920年にシルミンの改良法が発案され、溶湯（ようとう、溶融状態の金属）処理法での強度改良に大きく寄与した。
金属 精錬と加工
製法も、砂型、金型、ダイカスト、精密鋳造など多種の手段が用いられるようになった。効率向上においては、連続鋳造法の基礎が1933年に発案され、1950年代にプロセス改良を経て実用的な技術として確立された。
金属に弾性限界を超える外的な力を与え、永久ひずみを起こして望む形状や寸法に加工することを塑性加工と言う。これには、加熱した状態で行う「熱間加工」と常温で行う「冷間加工」に分類され、前者は再結晶が伴い、後者は常温で再結晶する一部の金属を除いて再結晶化が起こらない。
塑性加工の手法には、圧延、引抜き、押出し、鍛造、深絞り、打抜きなどがあり、このような変形加工を通じて金属の不均一や粗い結晶粒の微細化が起こり、強靭さが増す。また、圧延などでは個々の結晶粒の方向性が揃いながら集合組織を形成するために、表面のエネルギー特性を高める効果もある。
金属硬度には、「焼入れ」も大きな影響を与える。これは、加熱した金属を急冷却させる工程で、変態を起こさせる暇を与えず水や油に投入して温度を下げ、高温時の結晶状態を維持する手段である。ただし焼入れのみではもろいため、「焼き戻し」という再加熱が対で行われる。この2工程を合わせて調質という。
鍛鉄や、金属を何度も折り曲げるなど外部から繰り返して力を加えると、金属は硬くなる。これは転位論で説明される格子欠陥のひとつ「転位」と呼ばれる原子配列の乱れが金属の塑性を起こす辷り面に生じ、これがやがて点欠陥に固着し、金属全体が動きにくくなる現象である。
金属 人と金属の関係
人体は、カルシウムを含む6つの多量元素、ナトリウム、カリウム、マグネシウムを含む5つの少量元素で99.4%を構成されている。これに加え必須元素、微量元素が生命活動や酵素の活性などに使われている。
このような金属をつくる元素は宇宙の誕生とともに生成された訳ではない。ビッグバンが起こった後、当初宇宙に満ちていた元素は水素とヘリウムだけだったと考えられる。これが重力によって集まり、産まれた恒星の中でより重い元素は核融合を起こし生成された。ただし太陽程度の星では酸素までであり、より重い質量の恒星でも内部で生成される元素は鉄までに止まる。鉄よりも重い元素は超新星爆発のエネルギーを吸収して初めて核融合を成すといわれる。地球が鉄よりも重い金属元素を含み、それらを生物が生命活動に、そして人類がエネルギーとして放射性元素を利用していることは、すなわち太陽系、人類を含む生命を構成し活動を支える物質はかつて爆発し散らばった星のカケラが再集結したものであることを示し、金属の存在はそれを証明している。このことを指し、人類を始め地球生命は「星の子」 とも評される。
金属 人と金属の関係
文明が金属を使用した太古の例では、イラクで出土した紀元前9500年頃の銅製ペンダントが見つかっている。しかしこれは天然にあった純銅をほぼそのまま利用したもので、以後続いた銅の利用は、銅が純粋な形（自然銅）で鉱石となって集まりやすく、しかも地球表面のいたるところに分布していたことが幸いした。この初期段階で利用された他の金属は、金や銀など酸素と結合しにくい貴金属に限られ、その絶対量も希少だった。
酸化物から金属を得る製錬技術は、世界四大文明が生まれ、人類が数百℃以上の熱源を制御する手段を得て初めて可能となった。紀元前2000頃のエジプトの壁画には足踏みふいごと鋳型が登場する。さらに、銅－砒素および銅－錫合金が発明され、融点を940℃まで下げながら約3倍の強度を持つ青銅が古代中国大陸の殷王朝や地中海のミケーネ文明、ミノア文明および中東などを例に金属器が広く製造、使用されるようになり、青銅器時代が到来した。
金属 人と金属の関係
地球上に豊富にある鉄は酸化された状態にあり、最古の利用例と言われるエジプトやメソポタミアで発見された紀元前5000-3000年前の鉄製品は、隕鉄を叩いて 製造されている。酸化鉄を加熱し還元反応を経る精錬は、諸説あるが 紀元前1650年頃のヒッタイトで始められ、彼らが持つ鉄製の武具は高い軍事力の裏打ちとなった。製鉄技術は約200年以上秘匿されてきたが、紀元前1200年頃に「海の民」にヒッタイトが滅ぼされると、製鉄技術の広範な伝播が始まった。なおヒッタイト秘術の真髄は、鉄の精錬そのものではなく炭素を含ませ鋼をつくる技術にあったと思われている。
金属精錬技術の普及とともに、金属は武器だけでなく農耕器具や生活用品にも広く用いられ、また貴金属類も装飾品などに使われている。金属の磁性は方位磁石から羅針盤へと発展し航海技術発展に寄与した。
18世紀以前、人類が使用していた金属は金や鉄、水銀など11種類だけであった。産業革命を迎えると採掘や精錬技術が進み、またドミトリ・メンデレーエフの周期表発表前後は新たな金属が続々と発見された。さらに19世紀以降には様々な化学実験や原子論など考察が金属にも加えられ、原子の構造が順次明らかとなった。20世紀には量子論など金属への根本理解がさらに深まり、さまざまな用途展開が行われている。
金属 人と金属の関係
一部の金属は人体に強い毒性を持ち、必須、微量元素に当たる金属の中には過剰摂取で中毒症状を起こすものもある。公害の原因となったカドミウム（イタイイタイ病）、水銀（水俣病）や、グレアム・ヤング事件で使われたタリウムなどが知られる。江上不二夫は、このような元素類は海水中に含まれる濃度が低い点を指摘し、人類に繋がる生物が海中で発生した際に接触する機会がほとんど無く、進化の過程で解毒機構を獲得しなかったものと考察している。
2006年に起こったアレクサンドル・リトビネンコ暗殺事件で被害者の体内から検出された放射性元素のポロニウムは、純度50%での致死量は100万分の1グラムと言われる。ただしポロニウムは自然界に存在せず、原子炉で人為的にしか製造されない。
金属が生体に接触してアレルギー反応を示すことがあり、これは金属アレルギーと呼ばれIV型（遅延型）に分類される。金属そのものは抗原性を示さないがアレルゲンとなり、溶出した金属イオンが蛋白質と結合して抗原となる。
オットー・ハーン
オットー・ハーン（Otto Hahn, 1879年3月8日 - 1968年7月28日）は、ドイツの化学者・物理学者。主に放射線の研究を行い、原子核分裂を発見。1944年にノーベル化学賞を受賞。
1946年までカイザー・ヴィルヘルム協会最後の会長を務め、1948年から1960年までマックス・プランク協会会長を務めた。
オットー・ハーン マイトナーとの関係
ハーンは30年以上にわたってリーゼ・マイトナーと一緒に研究を行ってきたが、ユダヤ系であったマイトナーはナチスの迫害を避けるために1938年にスウェーデンに移らざるをえなくなった。その後も2人は連絡を取り合い、同年、ハーンはマイトナーに「ウランの原子核に中性子を照射しても核が大きくならず、しかもウランより小さい原子であるラジウムの存在が確認された。何が起きているのか意見を聞きたい」という手紙を送った。マイトナーは、甥で物理学者であるオットー・ロベルト・フリッシュと共に核分裂が起きたことを証明して、連名で発表した。
しかし、ハーンはナチスの圧力に負けマイトナーを外したため、マイトナーはノーベル化学賞の受賞を逸している。ハーンは、受賞のスピーチでもマイトナーの功績についてほとんど触れず、その後も核分裂を発見したのはマイトナーではなく、自分だと主張し続けた。
マイトナーはハーンへの手紙で「40年間の友情を裏切られた思い」と吐露している。
今日では、ハーンは核分裂の発見者であり、マイトナーは核分裂の概念の確立者であるとされている。
ハーンとマイトナーの名前はいずれも元素名に提案されたが、マイトナーの名前に由来するマイトネリウムだけが採用された。ハーンの名前に由来するハーニウムは正式採用されず、ドブニウムが正式な名称となった。
半導体
半導体（はんどうたい、英: semiconductor）とは、金属などの導体と、ゴムなどの絶縁体の中間の抵抗率を持つ物質である。半導体は、不純物の導入や熱や光・磁場・電圧・電流・放射線などの影響で、その導電性が顕著に変わる性質を持つ。この性質を利用して、トランジスタなどの半導体素子に利用されている。
半導体 概要
半導体は、電気伝導性の良い金属などの導体と、電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質である。代表的なものとしては元素半導体のケイ素、ゲルマニウム、化合物半導体のヒ化ガリウム、リン化ガリウム、リン化インジウムなどがある。
半導体の特徴は、固体のバンド理論によって説明される。
なお、バンド理論を用いれば、半導体とは、価電子帯を埋める電子の状態は完全に詰まっているものの、禁制帯を挟んで、伝導帯を埋める電子の状態は存在しない物質として定義される。
一般的に、抵抗は電流と電圧に関して比例的な関係を満たす、すなわちオームの法則が成り立つことからオーム性抵抗と呼ばれる。一方、電気回路においては、非オーム性抵抗素子はオーム性抵抗素子に劣らず重要である。
半導体が重要視される性質の一つは、半導体と金属、または半導体同士を適当に接触させることでさまざまな非オーム性抵抗が得られることにある。
具体的には、p型半導体とn型半導体をpn接合したダイオードや、n型半導体をp型半導体で挟んだ、もしくはp型半導体をn型半導体で挟んだトランジスタなどがある。太陽電池もpn接合を用いている。
半導体では通常、温度が上がると電気伝導性が増す。
半導体 概要
室温では、キャリアが不純物原子から受ける束縛を離れて結晶中を動ける状態にある。言い方を変えれば、ドナーとアクセプターの原子は多くがイオン化しているが、温度が低下すると熱励起も弱くなり、不純物原子のクーロン引力による束縛の影響が相対的に大きくなる。キャリアが束縛を離れている温度の領域を飽和領域、あるいは出払い領域といい、キャリアが束縛を受ける温度領域を不純物領域という。また、温度を上昇させると価電子までもが熱励起され、キャリアの供給源となり、この温度領域を真性領域と呼ぶ。半導体素子として利用する場合は飽和領域が利用される。
逆バイアスされたpn接合などにおいて温度が上がりすぎると、キャリアの増加で電流が増加し、その抵抗発熱でさらに温度が上がる熱暴走が発生する。
半導体となる材料には以下のものがある。
半導体の材料としてグラフェンが注目されている。グラフェンは、炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造で、薄さはわずか 0.142 nm となっている。ダイヤモンド以上に炭素同士の結合が強く、平面内ではダイヤモンドより強い物質と考えられている。物理的にもとても強く、世界で最も引っ張りに強い。熱伝導も世界で最も良いとされ、電気の伝導度もトップクラスに良い物質である。 これらの特性から原子層半導体デバイスへの活用が期待される。
半導体 半導体の型
不純物や格子欠陥を全く含まない半導体を真性半導体と呼ぶ。真性半導体は、そのフェルミ準位は禁制帯の中央に位置し、全温度領域においてキャリアは価電子帯のエネルギーレベルにある電子の励起によってのみ供給されることから、電子回路に用いるような半導体素子としては使い難い。
半導体素子として用いることができるような半導体は、真性半導体にドーパントと呼ばれる微量の添加物を混ぜて不純物半導体とすることで作成する。このドープによって、半導体の電荷担体（キャリアと呼ぶ）である電子または正孔の密度が変化することとなるが、伝導現象を支配するキャリアとして電子が優勢である半導体をn型半導体、逆に正孔が優勢なものをp型半導体と呼ぶ。このような優勢なキャリアを多数キャリア、逆に劣勢なキャリアを少数キャリアと呼ぶ。n型半導体での多数キャリアは電子、少数キャリアは正孔である。p型半導体での多数キャリアは正孔、少数キャリアは電子である。
なお、p型半導体やn型半導体はドーピングしなければ作れないというわけではない。カーボンナノチューブはP型半導体として知られている。
半導体 半導体の型
n型半導体とは、電圧がかけられると伝導電子や自由電子、ほとんど自由な電子とも呼ばれる電子の移動によって電荷が運ばれる半導体である。価数の多い元素をドーピングすることで作られる。例えばシリコンやゲルマニウムの結晶に、ヒ素などの5価の原子を混ぜることでn型となる。
不純物の導入によって生成されたキャリアは、導入された不純物原子から受けるクーロン引力により束縛される。ただしその束縛は弱く、ゲルマニウムのn型半導体では、電子束縛エネルギー = -0.01 eV、ボーア半径 = 4.2 nm 程度であるため、結晶内の原子間距離 0.25 nm、室温での熱励起は約 0.025 eV 程度では単独原子の束縛を離れて結晶の原子同士間を自由に動き、これらの原子は互いの電子を共有する状態となる。
バンド構造で言えば通常、ドーパント原子は禁制帯の上端付近にドナー準位を形成し、そこから熱エネルギーにて伝導帯へ励起される。フェルミ準位は禁制帯中のドナー準位に近い位置になる。
半導体 半導体の型
電圧がかけられると正孔の移動によって電荷が運ばれる半導体である。価数の少ない元素をドーピングすることで作られる。例えばシリコン（4価）の結晶にホウ素などの3価の原子を混ぜることでp型となる。
電子が伝導帯側に遷移して価電子帯側の電子が不足することで生じる電子軌道上の空隙が正孔となる。結晶の原子同士間の自由電子が隣の正孔に移動することで正孔の位置は自由に移動でき、
電圧に応じて電子とは逆方向へ流れる。移動度は電子に比べて劣る。バンド構造で言えば、ドーパント原子は禁制帯の下端付近にアクセプター準位と呼ばれる空の準位を形成し、アクセプター準位へ価電子帯から熱エネルギーによって価電子が励起されることで、価電子帯に正孔が生じる。フェルミ準位は禁制帯中のアクセプター準位に近い位置になる。
半導体 歴史
1821年にトーマス・ゼーベックは半導体の特性の一つである熱電変換効果を発見した。
1839年にマイケル・ファラデーは硫化銀を加熱すると導電性が増し、冷やすと伝導性が低下する現象を発見した。
1839年にアレクサンドル・エドモン・ベクレルは薄い塩化銀で覆われた白金の電極を電解液に浸したものに光を照射時に電流が生じる光電効果を発見した。
1873年にウィロビー・スミスは光を照射するとセレンの電気抵抗が低下する事を発見した。
1874年にフェルディナント・ブラウンは硫化金属の伝導性と整流作用を観測したが、この効果は1835年に既にピエテル・サミュエル・ムンクがAnnalen der Physik und Chemieに記述しており、アーサー・シュスターは電線の表面の酸化銅の被膜に整流作用があることを発見していた。
1876年にウィリアム・グリルス・アダムスとリチャード・エヴァンス・デイはセレンの光電効果を観測した。
これらの事象を説明するためには20世紀前半の固体物理学の理論の構築を必要とした。
1878年にエドウィン・ホールは磁場のない時には等電位の部分が、磁場を印加すると電位差（ホール電圧）を生じるホール効果を発見した。
半導体を使用した素子は当初は理論が確立する前だったので手探りで製造された。
1880年にアレクサンダー・グラハム・ベルはセレンの感光特性を光線電話に使用した。
半導体 歴史
1883年に低効率で作動する太陽電池はチャールズ・フリッツによってセレンを塗布して金メッキを施した金属板を使用して製造された。これは1930年代以降、露出計として1970年代まで市販された。
1897年にジョゼフ・ジョン・トムソンによって電子が発見された。
1904年に硫化鉛製の高周波の点接触検波器の整流素子はジャガディッシュ・チャンドラ・ボースによって天然の方鉛鉱を使用した鉱石検波器として製造された。これは初期の鉱石ラジオに使用されて普及した。しかし、当時は作動の原理が不明で改良の方法も不明だった。
1906年にH.J. Roundは炭化珪素の結晶に電流を印加すると発光する現象を観測した。これは発光ダイオードの原型だった。
1922年にオレク・ロシェフも類似の現象を観測したが、当時はこの効果を実用化することができなかった。酸化銅とセレンを使用した電力整流器は1920年代に開発され、真空管整流器が普及するまで商業的に重要だった。
1922年にオレク・ロシェフは2接点式の負性抵抗増幅器を無線のために開発したが、彼は1942年にレニングラード包囲戦により38歳で餓死した。
第二次世界大戦前に赤外線の検出と光無線通信を目的とした素子が硫化鉛とセレン化鉛の材料で研究された。これらの素子は船舶や航空機の熱紋の捕捉と音声通話のために使用された。