テラヘルツ鉱石の正体…それは半導体産業の"廃棄物"

テラヘルツ鉱石とかいう名前でいかがわしい健康グッズ屋とかパワーストーン屋とかで銀色の石みたいな物質がよく売られています。
以下にアマゾンのリンクを貼りますが、こんなやつです。↓

テラヘルツ鉱石の正体は、半導体産業に必要な高純度ケイ素単結晶製造時の規格外品となったケイ素単体です。原材料は天然の二酸化ケイ素(シリカ)である石英です。
そもそも鉱石じゃないんですよね、"テラヘルツ鉱石"。ただの人工物。もちろんテラヘルツとかいう謎の波動は何も出ません。健康にも何ら影響はありません。まぁ、銀色で綺麗だし錆びないし爆安だし、アクセサリーにはちょうどよい物質です。

ケイ素化学が専門の山猫だぶさんがツイッターでよくわかりやすい"テラヘルツ鉱石"の出処の解説をしていたので、まとめました。製造過程によって出てくる面付きが変わるとは、実におもしろいですね。

ケイ素単体は産業のコメと言われる半導体の要となる材料で、高純度単結晶製造はノウハウの塊でもありますが、枯れた技術でもあります。それの規格外品が安価に流れてくるのです。 pic.twitter.com/FWxASOTf7x

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

製造としては
1. 珪石の炭素還元による粗ケイ素合成
2. 1.を塩化水素と反応させ蒸留して高純度トリクロロシランにする
3. 熱分解して高純度ケイ素多結晶にする
4. 石英るつぼ中で溶かして引き上げ単結晶を作る
の方法で半導体用高純度ケイ素単結晶が作られます。

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

この、各ステップで規格外品と副産物が出ます、ツラにクセがあるのでわかりますよ。1.は一番純度が低いので泡がいっぱい入ってます。トリクロロシランの熱分解で出来たのは破断面が灰色にくすんでます。単結晶にすると破断面は貝殻状の光沢になります。よく出てくるのは単結晶を引き上げたるつぼを

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

冷やして、最後に残ったケイ素が粗い多結晶で固まるタイプ。先の標本みたいに、表面の一面に結晶の模様が出ます。あとは、純度やツインの問題ではじかれた引き上げ単結晶。こういうのが流れてきます。よく、テラヘルツ鉱石って名前で健康グッズ市場に出てくるのは、こういう出所です。

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

冷やして、最後に残ったケイ素が粗い多結晶で固まるタイプ。先の標本みたいに、表面の一面に結晶の模様が出ます。あとは、純度やツインの問題ではじかれた引き上げ単結晶。こういうのが流れてきます。よく、テラヘルツ鉱石って名前で健康グッズ市場に出てくるのは、こういう出所です。

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

とにかく純度を上げるには、ケイ素を蒸留できる形に変え、とことんまでキレイにしたらまたもとの単体ケイ素に戻し、これをさらに単結晶化でできる限り純度を高めます。工業用化成品の高純度化は、基本は蒸留です。

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日

ところが、なぜかこのケイ素の規格外品を、「鉱石」って名前で売る人がいるんですよね。人間の手が入った製品ってイメージを消したいのかどうか、よくわかりませんが。正しくは極端に精製した単体です。

— だぶ㌠@C96日曜西か20a (@fluor_doublet) 2019年7月14日