锗是导体还是半导体?(不是金属元素都是导体吗?)

锗是导体还是半导体?(不是金属元素都是导体吗?),第1张

金属元素锗(Ge),是德国化学家文克勒尔在1886年用光谱分析法首先发现的。由于科学技术水平的限制,人们长期不知道这种又脆又硬的浅灰色金属究竟有什么作用。40多年以后,人们才发现锗具有优异的半导体性能,可以用来制造晶体管,代替电子管使用。从此,锗开始进入电子工业及其他行业,发挥自已的作用。

锗的比重为5.36, 熔点为958℃,沸点为2700℃。锗的化学性质非常稳定,很难与酸起反应,在空气中也不会被氧化,但在熔融状态下,极易与碱发生反应。粉末状的锗呈暗蓝色,结晶状的锗为银白色脆金属。锗的导电性比一般金属要差,比—般非金属材料要强,因此在物理学上称为“半导体”。人们日常使用的半导体收音机,其主要元件晶体管大多是用半导体锗制做的。锗晶体管与电子管相比。具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点,除了用于半导体收音机以外,还广泛用于电视、电脑、电子通信、飞行器和各种自动化装置等。近年来锗还被用于制造太阳能电池,太阳光照射到经过特殊处理的锗半导体上,能够不断地产生电能,光照越强,产生的电能越大。锗的化合物可用于制造荧光板及各种高折射率的玻璃。

锗在自然界分布很散、很广,铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。含锗的矿物主要有锗石、硫银锗矿、硫锗铁铜矿等。但是,这类矿物很少,不是堵的主要来源。后来人们发现,在烟道灰中竟然含有很多的锗。原来,在煤中含有锗,煤在燃烧时大部分锗的化合物受热蒸发,与烟灰一起出来,进到烟道后,温度降低,便冷凝在烟道灰中。据测定,烟道灰中含锗量可达0.1%,有的甚至高达2%,比煤中含锗量高100~2000倍。从烟道灰或矿物中提取的锗,通常是氧化锗或硫化锗。用氢、碳或镁还原,可得到锗的金属粉末,再用1000℃的高温加热,才能熔铸成金属锗锭。用于制造半导体的锗必须非常纯净,通常采用“区域熔炼”冶金法来提取。

常见化合价:+4

颜色和状态:银白色固体

密度:5.35克/厘米3

熔点:937.4℃

沸点: 2830℃

原子半径:

发现人:文克勒发现年代:1886年

发现过程:

1886年,德国的文克勒在分析硫银锗矿时,发现了锗的存在;后由硫化锗与氢共热,制出了锗。

元素描述:

粉末状呈暗蓝色,结晶状,为银白色脆金属。密度5.35克/厘米3。熔点937.4℃。沸点2830℃。化合价+2和+4。第一电离能7.899电子伏特。是一种稀有金属,重要的半导体材料。不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。溶于王水、浓硝酸或硫酸、熔融的碱、过氧化碱、硝酸盐或碳酸盐。在空气中不被氧化。其细粉可在氯或溴中燃烧。

元素来源:

存在于煤、铁矿和某些银矿、铜矿中,也成锗石产出。可由二氧化锗用碳还原制得。也可以煤所发生炉生产烟道中的灰尘中回收。

元素用途:

高纯度的锗是半导体材料。从高纯度的氧化锗还原,再经熔炼可提取而得。掺有微量特定杂质的锗单晶,可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。

锗单晶可作晶体管,是第一代晶体管材料。锗材用于辐射探测器及热电材料。高纯锗单晶具有高的折射系数,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。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,可作广角照相机和显微镜镜头,三氯化锗还是非功过新型光纤材料添加剂。

锗,具有半导体性质。对固体物理和固体电子У姆⒄钩��匾�饔谩U嗟娜勖芏?.32克/厘米3,锗可能性划归稀散金属,锗化学性质稳定,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600~700℃时,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。锗的发展仍具有很大的潜力。现代工业生产的锗,主要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。


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