絶縁体の帯電について

質問

絶縁体の帯電について
絶縁体が帯電する際、一体どこの電子が取られたり、増えたりするのでしょう？
また電子の移動によって物質の化学的性質は変化しないのでしょうか？

回答No.2

sanori

打ち込まれた電子は、運動エネルギーがゼロになった深さで止まります。
そして、その後はその場所に留まります。
壁をピストルで打ったとき、弾がある深さで止まるのと同じです。

では、なぜとどまるか？
とどまらずに電子が移動すると仮定すれば、それは電流が流れるのと同じことであり、絶縁体という前提と背反するからです。

ちなみに、
導体のかたまりを帯電させると、「あまった電子」は互いに反発し合うことにより移動し、結果、全部が表面に顔を出します。
導体ですから電流が流れる、つまり、あまった電子が移動できます。

回答No.1

sanori

こんにちは。

半導体集積回路（ＬＳＩ）の関連では、
ＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜（ＳｉＯ2など）や、上の配線層と下の配線層との間の絶縁膜に、電子が注入されると、マイナスに帯電し、ＬＳＩの性能の劣化の一因となります。
小規模な雷とでもイメージしてください。

電子回路ですから、当然ながら絶縁膜の両側にある電極や配線には電位差が発生します。
それによって電子の注入が発生します。

＞＞＞一体どこの電子が取られたり、増えたりするのでしょう？

上記の例ですと、絶縁体の表面だけでなく内部にも電子が余計にあります。

＞＞＞また電子の移動によって物質の化学的性質は変化しないのでしょうか？

たぶん、変化します。
電子注入による絶縁体の損傷で、液に溶けやすくなるということもありますが、
帯電は一種の活性化ですから、他の物質との化学反応等が起こりやすくなると思います。

お礼

回答ありがとうございます。
絶縁体の内部にも電子がたまるんですか？驚きです。たぶんその絶縁体がとても薄いからでは無いですかね？
絶縁体の原子の結合に使われている電子は簡単に無くなったり、増えたりするとまずいと思います。帯電したら粉になったり、気体になったりしそうです。

表面の原子達は結合相手がいないので、電子が余っている、または足りない状態にある。だから電荷がたまるとしたら表面だけかなと思ったのですが...