Schwarzer Klumpen Germanium Ge Halbleitermaterial und Synthese von Germaniumoxid für optische Zwecke

Germanium (Ge): Halbleitermaterial und Synthese von Germaniumoxid für optische Anwendungen

Germanium (Ge) ist ein chemisches Element mit der Atomzahl 32 und dem Atomgewicht 72.64Es ist ein glänzendes, hartes, grauweißes Metalloid mit ähnlichen Eigenschaften wie Silizium und Zinn.und schwache Alkali, aber löst sich in Aqua regiaEs zeigt amphoteres Verhalten und löst sich in geschmolzenen Alkalien, Peroxiden oder Alkalimetallnitraten/Carbonaten auf.

Anwendungen

1. Herstellung von Halbleitern (Transistoren, Dioden, IR-Optik).
2. Produktion von Germaniumoxid (GeO2) (Optische Faser, Phosphore).

Produktreihe

Gesundheits- und Sicherheitsinformationen

Verpackungsspezifikationen

• Standardverpackung: 50 kg/Trommel, 500 kg/Palette, Tonnenbeutel
• Verpackung der Probe: 500 g/Tasche, 1 kg/Flasche

Chemische Eigenschaften von Germanium

Germanium ist chemisch stabil und reagiert nicht mit Luft oder Wasserdampf bei Raumtemperatur, bildet aber schnell Germaniumdioxid (GeO2) bei 600°C.Reagiert nicht mit Salzsäure oder verdünnter SchwefelsäureDas Germanium löst sich langsam in heißer konzentrierter Schwefelsäure auf, leicht in Salpetersäure und Aquaregia.Aber geschmolzenes Alkali in der Luft kann das Germanium schnell auflösen.Das Germanium reagiert nicht mit Kohlenstoff, so daß es ohne Kohlenstoffkontamination in Graphitgusseln geschmolzen werden kann.

Oxidationsverhalten

Das Germanium oxidiert bei relativ hohen Temperaturen, begleitet von einem Gewichtsverlust durch die Bildung von GeO, das sehr flüchtig ist.Forscher haben den Oxidationsprozess von Germaniumoberflächen untersucht: zunächst wird das Germanium mit CO bei 600°C reduziert, um den an die Oberfläche gebundenen oder adsorbierten Sauerstoff zu entfernen.die erste Oxidschicht innerhalb einer Minute bildetBei einer Temperatur von mehr als 250°C bildet sich schnell die zweite Oxidschicht. Mit zunehmender Temperatur verlangsamt sich die Oxidationsgeschwindigkeit erheblich.eine GeO2-Folienstärke von 1.75 nm wird gebildet.

Auflösungsverhalten in verschiedenen Lösungsmitteln

Germanium weist in verschiedenen Lösungsmitteln unterschiedliche Korrosions- und Auflösungsverhaltensweisen auf.Also löst es sich schneller in derselben Lösung auf.Germanium ist leicht löslich in heißen Säuren, heißen Alkalien und H2O2 mit Oxidatoren. Es ist schlecht löslich in verdünnter Schwefelsäure, Salzsäure und kalten alkalischen Lösungen.Germanium ist bei 100 °C unlöslich in Wasser, aber in sauerstoffgesättigtem Wasser bei Raumtemperatur nähert sich seine Auflösungsgeschwindigkeit 1 μg/cm·h.

Extraktionsmethode von Germanium

Bei der Extraktion von Germanium wird zunächst das Germaniumkonzentrat mit konzentrierter Salzsäure chloriert, um Germaniumtetrachlorid (GeCl4) zu erhalten.wird dann durch Extraktion mit Salzsäure-Lösungsmittel entferntAnschließend wird das Produkt in einer Quarzkolonne zwei Destillationsrunden unterzogen und mit hochreiner Salzsäure gewaschen, um hochreine GeCl4 zu erhalten.mit einem Gehalt an Germaniumdioxid (GeO2) von hoher ReinheitEinige Verunreinigungen verbleiben in der Hydrolyse-Mutterflüssigkeit, so dass der Hydrolyse-Prozess auch als Reinigungsschritt dient.dann mit Wasserstoff bei 650°C in einem Quarzrohr in einem Reduktionsofen reduziert, um metallisches Germanium zu erhaltenDas ultra-hohe Reinheits-Germanium für die Halbleiterindustrie (mit Verunreinigungen unter 1/1010) kann mittels Zonenraffinationstechnologie gewonnen werden.

Wesentliche Reaktionen

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