锗

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锗，原子序数32，原子量72.61。1871年门捷列夫根据新排出的周期表预言了锗的存在和性质。1886年德国化学家温克勒尔从（Winkler,C.A.1838－1904）一种硫银锗矿中分离出锗，并命名。元素名来源于他的祖国，原意是“德国的”。锗地壳中的含量约0.0007%.锗是一种分散性元素，为量极少，因之人们称之为稀散金属。它和其它金属共存于硫化物矿内，如硫银锗矿和锗石等，不过这类锗矿石储量有限。由于锗非常分散，提炼很困难。制取锗的来源通常为加工有色金属矿石，所得的副产品以及某些煤燃烧的灰分。冶金工业的废料，尤其是焙烧锌矿石所得的锌灰，以及煤灰、烟道灰等等，都可以充作提锗的原料。

大量的锗以分散状态存在于各种金属的硅酸盐矿、硫化物矿以及各种类型的煤中。锗为银灰色晶体，熔点937.4°C，沸点2830°C，密度5.35克/厘米³，硬度6～6.5；室温下晶体锗质脆。单质锗与氧、水不起作用；加热到700°C以上时与氧反应；加热时能与卤素或硫反应；锗能溶于热的浓硫酸、硝酸；易溶于硝酸和氢氟酸的混合液；在空气存在下，易溶于熔融的苛性钠。

锗，具有半导体性质。对固体物理和固体电子学的发展超过重要作用。锗化学性质稳定，室温下单质锗与氧、水不起作用；加热到700°C以上时与氧反应，很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中，锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。锗有着良好的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。现代工业生产的锗，主要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。

锗单晶可作晶体管，是第一代晶体管材料。1948年制成的第一个半导体晶体管,其原料是锗而并非硅,后来才发展到硅并成为半导体工业的主要材料。其原因是氧化硅是一种极好的绝缘体,因而在制作半导体芯片时,可较方便地利用这种特性来形成设计的电路。

锗材用于辐射探测器及热电材料。高纯锗单晶是制造晶体管和二极管的半导体材料，具有高的折射系数，对红外线透明，不透过可见光和红外线，可作专透红外光的锗窗、棱镜或透镜。掺镓的单晶硅可用于制造低温温度计和辐射热测量计。锗和铌的化合物是超导材料。二氧化锗是聚合反应的催化剂，含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能，可作广角照像机和显微镜镜头，三氯化锗还是非功过新型光纤材料添加剂。

现在科学家们发现,电荷载体在锗中间运动要方便和快速得多,可以达到很高的频率。因此,科学家们设想把两者的优点结合起来,制成一种混合半导体。锗硅混合半导体的高频性能,还特别适于光电子技术(用以生产光)和制作太阳能光电池,可收到更好的效果。SiGe晶体管的处理速率更快、功效更高，与标准硅晶体管相比的噪音性能更卓越。历史上，SiGe产品由于开发成本高和设计难度限制市场推广较缓慢。不过现在这些问题都已解决。两大因素加速了SiGe技术的应用。一方面是市场需求增长。今后5年，SiGe技术将主要应用于七大市场：移动电话系统、光纤网络、硬盘驱动、蓝牙、WLAN、GPS和数字机顶盒。另一方面，SiGe技术和材料对生产厂家来说易于实现。