銅の変色（酸化）と電気抵抗の関係について

Question

無酸素銅（C1020)の変色と電気抵抗について調べています。
銅は100nmくらいの薄い酸化(CUO)でも変色しますが、
薄い酸化膜でも電気抵抗も変わるのでしょうか。

また、電気抵抗が変わる場合、どの位変わるのか
参考文献などがあれば教えていただきたくお願いします。

Answer

銅の酸化物は一種類ではありませんが、亜酸化銅は整流器（一種の半導体）
として使われたことがあります。

整流器として使われたということは、加える電圧の極性や大きさによって、
その抵抗値が極端に変化するという性質です。
（測定条件によって物性値は大幅に変わるということで、決まった値を
　示しにくい事情があります）

電気抵抗という概念は、印加する電圧と流れる電流がほぼ比例する状態で
うまく使えますが、整流器のような特性を表すことは難しいことです。

さらに、ごく薄い酸化膜は機械的な力によって容易に破れて、金属同士が
接触するところと、酸化膜を介して接触するところが生じて、実用上は純
粋に酸化膜だけの電気特性が表れる訳ではありません。

歯切れの悪い回答お許し下さい。

>ごく薄い酸化膜の電機特性は判らないと言うところでしょうか。

難しい質問ですね。

通常の接点について、マクロな電気特性として測定したのでは、ごく薄い酸
化膜の電気特性は測定結果として明確に表れてこないと予想される・・・・。
といったニュアンスです。

半導体を研究するような専門家が、ちゃんと注意を払って、純粋に酸化膜だ
けの特性を測れる試験条件を設定して測定すれば、ごく薄い酸化膜の電気特
性であっても明確に測定可能と思います。

通常の接点の電圧－電流特性（マクロな電気特性）だけで、酸化膜の電気
特性を測っていることにはならないということです。

また、通常の電気接点の特性は、酸化膜の特性だけで決まるものではあり
ませんので、この部分のみに注目しても、全体像を見失うおそれがありそう
です。

Answer

酸化膜のレベルについては『銅の変色と裸銅線』 電気抵抗の変化については
『電子機器用ワイヤ・ケーブル概論』等を参照下さい。 一般の銅酸化皮膜厚
は20～100μm程度ですが，電気抵抗は表層の効果を受けます。また加わるスト
レスによっても変化します。提示のレベルでどの程度影響するかはわかりま
せん。

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