जर्मेनियम (Ge): अर्धचालक सामग्री और ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए जर्मेनियम ऑक्साइड संश्लेषण
जर्मेनियम (Ge) एक रासायनिक तत्व है जिसका परमाणु क्रमांक 32 और परमाणु भार 72.64 है, जो आवर्त सारणी के आवर्त 4, समूह IVA में स्थित है। यह एक चमकदार, कठोर, भूरा-सफेद धातु है जिसमें सिलिकॉन और टिन के समान गुण होते हैं। जर्मेनियम पानी, तनु HCl और कमजोर क्षार में अघुलनशील है लेकिन एक्वा रेजिया, सांद्रित HNO₃, या H₂SO₄ में घुल जाता है। यह उभयधर्मी व्यवहार प्रदर्शित करता है, जो पिघले हुए क्षार, पेरोक्साइड, या क्षार धातु नाइट्रेट/कार्बोनेट में घुल जाता है। जर्मेनियम सामान्य परिस्थितियों में हवा में स्थिर रहता है।
उत्पाद श्रृंखला
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उत्पाद |
उत्पाद कोड |
सुरक्षा डेटा |
तकनीकी डेटा |
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जर्मेनियम 99.99% |
ET-GeM-01 |
Germanium.pdf | Germanium Metal 99.99.pdf |
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जर्मेनियम 99.999% |
ET-GeM-02 |
Germanium Metal 99.999.pdf |
| सिग्नल शब्द | N/A |
| खतरा विवरण | N/A |
| खतरा कोड | N/A |
| एहतियाती बयान | P261-P305+P351+P338 |
| प्रज्वलन बिंदु | लागू नहीं |
| जोखिम कोड | N/A |
| सुरक्षा विवरण | N/A |
| RTECS नंबर | LY5200000 |
| परिवहन जानकारी | ONH |
| WGK जर्मनी | 3 |
पैकेजिंग विनिर्देश
जर्मेनियम रासायनिक रूप से स्थिर है और कमरे के तापमान पर हवा या जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन 600–700 डिग्री सेल्सियस पर जल्दी से जर्मेनियम डाइऑक्साइड (GeO₂) बनाता है। यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड या तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। गर्म सांद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में, जर्मेनियम धीरे-धीरे घुल जाता है। यह नाइट्रिक एसिड और एक्वा रेजिया में आसानी से घुल जाता है। क्षारीय घोल और जर्मेनियम के बीच की प्रतिक्रिया कमजोर होती है, लेकिन हवा में पिघला हुआ क्षार जर्मेनियम को तेजी से घोल सकता है। जर्मेनियम कार्बन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसलिए इसे कार्बन संदूषण के बिना ग्रेफाइट क्रूसिबल में पिघलाया जा सकता है।
जर्मेनियम अपेक्षाकृत उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करता है, जिसके साथ GeO के निर्माण के कारण वजन घटता है, जो अत्यधिक अस्थिर है। शोधकर्ताओं ने जर्मेनियम सतहों की ऑक्सीकरण प्रक्रिया का अध्ययन किया है: सबसे पहले, जर्मेनियम को 600 डिग्री सेल्सियस पर CO के साथ कम किया जाता है ताकि सतह से बंधे या अवशोषित ऑक्सीजन को हटाया जा सके। फिर, जर्मेनियम को 25–400 डिग्री सेल्सियस पर 10 kPa ऑक्सीजन दबाव में ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे केवल 1 मिनट के भीतर पहली ऑक्साइड परत बनती है। जब तापमान 250 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो दूसरी ऑक्साइड परत जल्दी से बनती है। जैसे-जैसे तापमान और बढ़ता है, ऑक्सीकरण दर काफी धीमी हो जाती है। 400 डिग्री सेल्सियस पर 3 घंटे तक ऑक्सीकरण करने के बाद, 1.75 एनएम की मोटाई वाली GeO₂ फिल्म बनती है।
जर्मेनियम विभिन्न सॉल्वैंट्स में अलग-अलग संक्षारण और विघटन व्यवहार प्रदर्शित करता है। एन-प्रकार के जर्मेनियम में पी-प्रकार की तुलना में थोड़ा अधिक धनात्मक विघटन क्षमता होती है, इसलिए यह एक ही घोल में तेजी से घुल जाता है। जर्मेनियम गर्म एसिड, गर्म क्षार और ऑक्सीकारक के साथ H₂O₂ में आसानी से घुलनशील है। यह तनु सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और ठंडे क्षारीय घोल में खराब घुलनशील है। जर्मेनियम 100 डिग्री सेल्सियस पर पानी में अघुलनशील है, लेकिन कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन-संतृप्त पानी में, इसकी विघटन दर 1 μg/(cm·h) तक पहुँच जाती है।
जर्मेनियम निकालने की विधि में सबसे पहले जर्मेनियम सांद्रण को सांद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ क्लोरीनेट करना शामिल है ताकि जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड (GeCl₄) का उत्पादन किया जा सके। मुख्य अशुद्धता, आर्सेनिक, को तब हाइड्रोक्लोरिक एसिड विलायक निष्कर्षण द्वारा हटाया जाता है। इसके बाद, उत्पाद क्वार्ट्ज कॉलम में दो दौर के आसवन से गुजरता है और उच्च-शुद्धता वाले GeCl₄ प्राप्त करने के लिए उच्च-शुद्धता वाले हाइड्रोक्लोरिक एसिड से धोया जाता है। उच्च-शुद्धता वाले जर्मेनियम डाइऑक्साइड (GeO₂) प्राप्त करने के लिए GeCl₄ को हाइड्रोलाइज करने के लिए उच्च-शुद्धता वाले पानी का उपयोग किया जाता है। कुछ अशुद्धियाँ हाइड्रोलिसिस मदर लिकर में रहती हैं, इसलिए हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया एक शुद्धिकरण चरण के रूप में भी काम करती है। शुद्ध GeO₂ को सुखाया और कैल्सीनेट किया जाता है, फिर धात्विक जर्मेनियम प्राप्त करने के लिए एक कमी भट्टी के भीतर एक क्वार्ट्ज ट्यूब में 650–680 डिग्री सेल्सियस पर हाइड्रोजन के साथ कम किया जाता है। अर्धचालक उद्योग के लिए अल्ट्रा-उच्च-शुद्धता जर्मेनियम (1/10¹⁰ से नीचे की अशुद्धियों के साथ) को ज़ोन रिफाइनिंग तकनीक का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।
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