正孔（せいこう）は、ホール（Electron hole または単にhole）ともいい、物性物理学の用語。半導体（または絶縁体）において、（本来は電子で満たされているべき）価電子帯の電子が不足した状態を表す。たとえば光や熱などで価電子が伝導帯側に遷移することによって、価電子帯の電子が不足した状態ができる。この電子の不足によってできた孔（相対的に正の電荷を持っているように見える）が正孔（ホール）である。
半導体結晶中においては、周囲の価電子が次々と正孔に落ち込み別の場所に新たな正孔が生じる、という過程を順次繰り返すことで結晶内を動き回ることができ、あたかも「正の電荷をもった電子」のように振舞うとともに電気伝導性に寄与する。なお、周囲の価電子ではなく、伝導電子（自由電子）が正孔に落ち込む場合には、伝導電子と価電子の間のエネルギー準位の差に相当するエネルギーを熱や光として放出し、電流の担体（通常キャリアと呼ぶ）としての存在は消滅する。このことをキャリアの再結合と呼ぶ。
正孔は、伝導電子と同様に、電荷担体として振舞うことができる。正孔による電気伝導性をp型という。半導体にアクセプターをドーピングすると、価電子が熱エネルギーによってアクセプタ準位に遷移し、正孔の濃度が大きくなる。また伝導電子の濃度に対して正孔の濃度が優越する半導体をp型半導体と呼ぶ。
一般に正孔のドリフト移動度（あるいは単に移動度）は自由電子のそれより小さく、シリコン結晶中では電子のおよそ1/3になる。なお、これによって決まるドリフト速度は個々の電子や正孔の持つ速度ではなく、平均の速度であることに注意が必要である。
価電子帯の頂上ではE-k空間上で形状の異なる複数のバンドが縮退しており、それに対応して正孔のバンドも有効質量の異なる重い正孔(heavy hole)と軽い正孔(light hole)のバンドに分かれる。またシリコンなどスピン軌道相互作用が小さい元素においてはスピン軌道スプリットオフバンド（スピン分裂バンド）もエネルギー的に近く（Δ=44meV）、独立に議論するのがその分難しくなる。移動度を特に重視する用途の半導体素子においては、結晶に歪みを導入することで、価電子帯頂上の縮退を解くと共に、量子準位を入れ換えて軽い正孔を主に用い、フォノン散乱やキャリアの実効有効質量の削減を図ることがある。
なお、正孔の意味で言う「ホール」とは「穴(hole)」の意味であり、ホール効果(Hall effect)の「ホール」（人名に由来）とは異なる。
ホウ素（ホウそ、硼素、英: boron、羅: borium）は、原子番号 5、原子量 10.81、元素記号 B で表される元素である。高融点かつ高沸点な硬くて脆い固体であり、金属元素と非金属元素の中間の性質を示す（半金属）。1808年にゲイ=リュサックとルイ・テナールの2人の共同作業及びハンフリー・デービーによってそれぞれ個別に単体の分離が行なわれた。元素名はアラビア語で「ホウ砂」を意味する「 Buraq （ブラーク）」に由来する。
ホウ素は同じ第13族元素であるアルミニウムなどよりも第14族元素である炭素やケイ素に類似した性質を示す。結晶性ホウ素は化学的に不活性であり耐酸性が高く、フッ化水素酸にも侵されない。ホウ素の化合物は通常+3価の酸化数を取り、ルイス酸としての性質をもつハロゲン化物や、ホウ酸塩鉱物中で見られるホウ酸塩、三中心二電子結合と呼ばれる特殊な結合様式を取るボランなどがある。ホウ素には13の既知の同位体があり、天然に存在するホウ素は80.1%の11Bと19.9%の10Bからなっている。
ホウ素は地殻中の存在率が比較的低い元素であるが、鉱床を形成するため容易に採掘可能であることから人類による利用の歴史は長く、古くから釉薬として使われていた。現代ではガラス向けの用途に使われることが多く、2011年のホウ酸塩消費量のおよそ60%がガラス用として消費されている。その他、半導体のドーパントや超硬度材料、音響材料、殺虫剤などに利用される。
植物にとってホウ素は細胞壁を維持するために必要な必須元素であり、ホウ素の欠乏によって成長障害が引き起こされる。動物にとっても必須元素であると考えられているが、その生物学的な役割はよく知られていない。ヒトや動物に対しては食塩と同程度に無毒な物質であるが、植物では高濃度のホウ素を含む土壌で葉の壊死などの障害が発生し、昆虫に対しては強い毒性を示す。
ホウ素には複数の同素体があり物性値は同素体によって異なる値を示すが、全体として高融点かつ高沸点な硬くて脆い固体である[17]。例えば融点はアモルファスホウ素で2300 ℃[18]、β菱面晶ホウ素で2180 ℃[19]であり、沸点はβ菱面晶ホウ素で3650 ℃[19]。アモルファスホウ素は2550 ℃で昇華する[18]。β菱面晶ホウ素のモース硬度は9.3[20]。比重はα菱面晶ホウ素が2.46、β菱面晶ホウ素が2.35である[18]。
単体のホウ素は金属元素と非金属元素の中間の性質を示す半金属元素であり、安定した共有結合を形成するという点では同じ第13族元素であるアルミニウムやガリウムなどの金属元素よりもむしろ炭素やケイ素と類似した性質を示す[21]。これはホウ素の第一イオン化エネルギーが8.296 eVと非常に高いためイオン化しにくく、2s22p1の最外殻電子がsp2混成軌道を形成する方がエネルギー的に有利であることに起因する[22]。単体ホウ素におけるホウ素同士の結合もまた共有結合性が強いため、自由電子として導電性に寄与できる電子が少なく、導電性を示すものの導電性は低いという半金属に特有な性質が現れる原因となる[23]。また、このような電気的特性を有するため単体ホウ素は半導体としての性質を示す[24]。
結晶性ホウ素は化学的に不活性であり、フッ化水素酸や塩酸による煮沸に対しても耐性を示す。微細粉末は熱濃過酸化水素や熱濃硝酸、熱硫酸もしくは熱クロム酸混液に対して徐々に侵される[14]。ホウ素の酸化率は結晶化度、粒径、純度および温度に依存する。ホウ素は室温では空気と反応しないが、高温では燃焼して酸化ホウ素を形成する[25]。
4
B
+
3
O
2
⟶
2
B
2
O
3
{\displaystyle {\ce {4B\ +3O2->2B2O3}}}
ホウ素はハロゲン化によって三ハロゲン化物を形成する。
2
B
+
3
Br
2
⟶
2
BBr
3
{\displaystyle {\ce {2B\ +3Br2->2BBr3}}}
三塩化ホウ素は通常、酸化ホウ素から合成される[25]。
アルミニウム（羅: aluminium[2]、英: aluminium, aluminum [ˌæljəˈminiəm, əˈljuːmənəm]）は、原子番号 13、原子量 26.98 の元素である。元素記号は Al。銀に似た外見をもち軽いことから軽銀（けいぎん）と呼ばれることもある。アルミニウムをアルミと略すことも多い。
「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨などアルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活に身近な金属である。天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つである。自然アルミニウム (Aluminium, Native Aluminium) というかたちで単体での産出も知られているが、稀である。単体での産出が稀少であったため、自然界に広く分布する元素であるにもかかわらず発見が19世紀初頭と非常に遅く、精錬に大量の電力を必要とするため工業原料として広く使用されるようになるのは20世紀に入ってからと、金属としての使用の歴史はほかの重要金属に比べて非常に浅い。
単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量であるため、広く用いられている。熱力学的に酸化されやすい金属ではあるが、空気中では表面にできた酸化皮膜により内部が保護されるため高い耐食性を持つ[3]。
真性半導体であるケイ素に微量のアルミニウムを添加することにより、P型半導体が得られる。
スラリー爆薬などの水湿状態の火薬に混ぜるとアルミニウムの表面で以下のような反応が起きて発熱し水素が発生する。このため、アルミニウム粉の火災には水をかけることは禁忌とされている。
2
Al
+
6
H
2
O
⟶
2
Al
(
OH
)
3
+
3
H
2
含水爆薬（がんすいばくやく、英語：Water gel explosive） は、硝酸アンモニウムを主剤とし5%以上の水を含有する比較的安全な爆薬である。スラリー爆薬とエマルション爆薬がある。いずれも耐水性である。
スラリー爆薬 (Slurry explosives) は1957年にメルビン・クックによって発明された。 水分10%～20%と硝酸塩60%～70%の混合物である。泥状またはゲル状の爆薬で「スラリー」とは「ドロドロした物」という意味である。威力を増すための発熱材としてのアルミニウム粉末や鋭感剤、架橋剤、粘稠剤を添加する。
エマルション爆薬 (Emulsion explosive) は、油中水型エマルションからなるゲル状の爆薬。油相は油とワックス、水相は硝酸アンモニウムなどの硝酸塩の水溶液で、界面活性剤でエマルションをつくる。水の含有率は10%前後である。
化学反応、パーライト、中空ガラスビーズ、機械的混合などで安定した微細な空気泡を含有させ、爆発性を増大させる。
エマルションまたはエマルジョン[1]（英: emulsion [imʌ'lʃən]）とは、分散質・分散媒が共に液体である分散系溶液のこと。乳濁液（にゅうだくえき）あるいは乳剤（にゅうざい）ともいう。身近な例としてはマヨネーズ・木工用接着剤・アクリル絵具・写真フィルムの感光層・アスファルト舗装のシール剤が挙げられる。
分離している二つの液体をエマルションにすることを乳化（にゅうか）といい、乳化する作用をもつ物質を乳化剤（にゅうかざい）という。
化粧品の乳液を指すこともある。農薬ではエマルションと乳剤を区別し、有効成分を有機溶剤および界面活性剤に溶解した溶液（水と混合してエマルションにしてから使用する）を乳剤 (emulsion concentrate: EC) と呼ぶ。
鋭感剤（えいかんざい、英：sensitizer）とは爆薬の起爆感度、伝爆感度を高める目的で添加する薬品である。
主な鋭感剤として以下のようなものがある。
ニトログリセリン
ニトログリコール
ニトロセルロース
ジニトロトルエン
モノメチルアミンナイトレート
含水爆薬には鋭感剤として中空ガラスビーズを加える。
