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アモルファス (amorphous)、あるいは 非晶質(ひしょうしつ)とは、結晶のような長距離秩序はないが、短距離秩序はある物質の状態。熱力学的には、自由エネルギーの極小(非平衡準安定状態)にある状態のこと。

不定形。球状や針状といったような一定の形態を持たない状態のこと。amorphousは、-morphous(形を持つ)に non- の意味の接頭辞 a- が付いた語。結晶は、明礬や水晶のようにそれぞれ固有の結晶形態を持っており、morphous である。しかし、急冷や不純物が混じった状態で出来た固体は、時間的空間的に規則的な原子配列が取れず非晶質となり、不定形である。

アモルファス状態は、非金属ではしばしば見られる状態である。金属にもアモルファス状態が存在することは、アメリカのポール・デュエイ (Pol Duwez) カリフォルニア工科大学教授らが発見した(1960年)。

アモルファスとされるものには結晶構造を完全にもたないものと、光学的には結晶構造が見られない場合でもX線解析では弱い回折を示す潜晶質とがある(ただし、潜晶質は結晶質と解される場合もある)。天然に産出する鉱物では、非晶質と言われるものの、そのほとんどが潜晶質である(例:オパール、メノウ)。

アモルファス材料の大きな特徴として、均質で等方性であることが挙げられる。結晶が存在しないため、結晶粒界や格子欠陥のような「弱い」構造が存在しないことが利点になる。

結晶状態とアモルファス状態では、同じ材料でも物性が大幅に変わることがある。例えば電気伝導性や熱伝導性、禁制帯幅、光透過率や光吸収率、透磁率、物理的強度、耐蝕性、超伝導性などである。

◆製法

・液体急冷法

・気相凍結法(真空蒸着、スパッタリング)

・化学気相成長法

・電着法

・結晶質にイオンや中性子を照射する

◆応用例

・ガラス

・アモルファス金属・化合物

  ・Fe-Si-B合金(高強度材料)

  ・Fe-Cr-P-C化合物(高耐食材料)

  ・Fe-Si-B化合物(磁性材料)

・アモルファス半導体

  ・アモルファスシリコン

・アモルファスカーボン

・マグアンプ

◆関連項目

・ 物性物理学

・ 結晶

・ 結晶構造

・ 鉱物

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