１．概要

３．実験の方法

(1)「黒さび検波ダイオード」の製法

  以前から錆びた鉄が検波ダイオードになることは知られていました。錆びた鉄釘などを探して，ゲルマニウムラジオや改造ラジオで試すと，時々，それらしい音が出ます。しかし，明瞭でなく，不安定で，教材として使えるとは思えません。学習となると，納得できる性能のものを，その場で作る必要があります。

  そこで，鉄釘をいろいろな水溶液に浸けて百種類以上の鉄さび（赤錆）を作りました。それらは全く反応がなく，行き詰まりました。だめもとで試したのが，過酸化水素水を溶かした水（オキシドールに近い）で，結果，斑点状に黒い錆ができました。これが十分な検波性能を示したのです。こうして，赤錆ではなく黒錆がカギであることに，偶然，気付いたのです。

  黒錆の作り方を調べると，「濃い水酸化ナトリウム水溶液をつけて水蒸気中で蒸し焼きにする。」とあり，試してみると，黒光りする鉄釘となり，時々，全面が高性能な検波ダイオードとして機能する見事な釘ができます。しかし，時々では困ります （全く作動しないことが多い）。そして，悩みぬき，閃いたのが以下の作成方法です。

  検波ダイオードして完璧な黒錆ではなく，簡易化による怪しげな黒さびを作り，その中から検波ダイオードとして機能する部分を探そうというのです。発想の転換です。

瞬間「黒さび検波ダイオード」の製作方法     ア，針金を金床にのせ，先の２cm程を金づちで叩いて広げる。     イ，広がった部分の半分をガスバーナーで赤熱し，水で急冷する。        （赤熱した部分は黒光りする。不十分な場合は繰り返してもよい。）

針金の先を金床上で叩いて広げる

真っ赤になった針金の先を瞬時に水に浸ける

  これによって，針金の表面には［黒色〜灰色（金属光沢）］の部分までいろいろな種類の錆ができます。この中から検波ダイオードとして性能のよい部分を針先で探すと，必ず見つかりました。明瞭なラジオ放送が聞こえた瞬間，感激しました。

  黒錆が瞬時にできるという良さもあり，瞬間「検波ダイオード」は教材として画期的なものだと考えています。実際に，１年間，中学生を中心に高校生，市民ら2000人以上に体験していただきましたが，丁寧な実験指示をしなくても，すべてが検波ダイオード作りに成功しました。

加熱前の針金の先（金属光沢のみ）

加熱後の針金の先（黒錆〜金属光沢まで連続的に分布）

  黒さび検波ダイオードは，金属酸化物（MOS型）半導体の一種であり，P-N型のダイオード領域が存在すると考えられます。一般に，金属は酸化の進み具合によってＰ型，またはＮ型の半導体になることが知られています。

実験準備 実験の前に検波ダイオードを接続し， ラジオ放送の受信を確認します。 （キット付属のゲルマニウム検波ダイオードを接続）

黒錆検波ダイオード実験（左：改造６石スーパーラジオ）

黒錆検波ダイオード実験装置の部分 （２本を比較します） 　　　　・奥：加熱していない針金 ・手前：加熱した針金 　　　 　　　　注：黒錆検波ダイオードが実用になるのは数時間です。 　　　　空気酸化が進み，表面状態が変化するからです。 　　　　つまり極めて短命で，実用にはなりません。 　　　　それも納得できる変化で，興味深いものです。

４．備考