Zwarte klonter Germanium Ge halfgeleidermateriaal en synthese van germaniumoxide voor optische doeleinden

Germanium (Ge): halfgeleidermateriaal en synthese van germaniumoxide voor optische toepassingen

Germanium (Ge) is een chemisch element met atoomnummer 32 en atoomgewicht 72.64Het is een glanzend, hard, grijs-wit metaloïde met eigenschappen vergelijkbaar met silicium en tin.en zwakke alkalis, maar oplost zich in aqua regiaHet heeft een amfoterisch gedrag en lost op in gesmolten alkalis, peroxiden of alkalische metalen nitraten/carbonaat.

Toepassingen

1. Vervaardiging van halfgeleiders (transistors, diodes, IR-optica).
2. Productie van germaniumoxide (GeO2) (optische vezels, fosforen).

Productserie

Informatie over gezondheid en veiligheid

Verpakkingsspecificaties

• Standaardverpakking: 50 kg/trommel, 500 kg/pallet, tonzakken
• Verpakking van het monster: 500 g/zak, 1 kg/fles

Chemische eigenschappen van germanium

Germanium is chemisch stabiel en reageert niet met lucht of waterdamp bij kamertemperatuur, maar vormt snel germaniumdioxide (GeO2) bij 600°C.Reageert niet met zoutzuur of verdund zwavelzuurDe reactie tussen alkalische oplossingen en germanium is zwak.maar gesmolten alkalis in de lucht kan germanium snel oplossenHet germanium reageert niet met koolstof, dus het kan zonder koolstofverontreiniging in grafietketels worden gesmolten.

Oxidatiegedrag

Germanium oxideert bij relatief hoge temperaturen, vergezeld van gewichtsverlies als gevolg van de vorming van GeO, dat zeer vluchtig is.Onderzoekers hebben het oxidatieproces van germaniumoppervlakken bestudeerd: ten eerste wordt germanium gereduceerd met CO bij 600°C om de aan het oppervlak gebonden of geadsorbeerde zuurstof te verwijderen.het vormt de eerste oxide laag in slechts 1 minuutBij temperatuur hoger dan 250°C vormt de tweede oxidelaag zich snel. Naarmate de temperatuur verder stijgt, neemt de oxidatiesnelheid aanzienlijk af.een GeO2-film met een dikte van 1.75 nm is gevormd.

Oplossingsgedrag in verschillende oplosmiddelen

N-type germanium heeft een iets positiever ontbindingspotentieel dan p-type.Dus het lost sneller op in dezelfde oplossing.Germanium is gemakkelijk oplosbaar in hete zuren, hete alkalis en H2O2 met oxidatoren.Germanium is onoplosbaar in water bij 100 °C, maar in zuurstofverzadigd water bij kamertemperatuur bereikt de oplosingssnelheid 1 μg/cm·h.

Extractiemethode van germanium

Bij de extractie van germanium wordt eerst germaniumconcentraat gechloreerd met geconcentreerd zoutzuur om germaniumtetrachloride (GeCl4) te verkrijgen.wordt vervolgens verwijderd door extractie met zoutzuuroplosmiddelVervolgens wordt het product twee keer gedistilleerd in een kwartskolom en met hoogzuiverheid zoutzuur gewassen om hoogzuiverheid GeCl4 te verkrijgen.met een hoog zuiverheidsgehalte germaniumdioxide (GeO2)De zuivere GeO2 wordt gedroogd en gecalcineerd.vervolgens gereduceerd met waterstof bij 650°C in een kwartsbuis in een reductieoven om metaalgermanium te verkrijgenMet behulp van de zone-raffinage-technologie kan germanium van ultrahoge zuiverheid voor de halfgeleiderindustrie (met onzuiverheden onder 1/1010) worden verkregen.

Belangrijkste reacties

$$4\text{HCl}+{\text{Geo}}^2-\; Ja.{\text{GeCl}}^4+2{\text{H}}^2\text{O}$$$${\text{GeCl}}^4+(n+2){\text{H}}^2\text{O}-\; Ja.{\text{Geo}}^2\cdot n{\text{H}}^2\text{O}+4\text{HCl}$$$${\text{Geo}}^2+2{\text{H}}^2-\; Ja.\text{Ge}+2{\text{H}}^2\text{O}$$