半导体工业的原料——锗
锗在周期表上的位置,正好夹在金属与非金属之间。锗虽属于金属,但却具有许多类似于非金属的性质,在化学上称为“半金属”。就其导电的本领而言,优于一般非金属,劣于一般金属,在物理学上称为“半导体”。
锗是浅灰色的金属。据X射线的研究证明,锗晶体里的原子排列与金刚石差不多。结构决定性能,所以锗与金刚石一样,硬而且脆。
锗在地壳中的含量为一百万分之七,比之于氧、硅等常见元素当然是少,但是,却比砷、铀、汞、碘、银、金等元素都多。然而,锗却非常分散,几乎没有比较集中的锗矿,因此,被人们称为“稀散金属”。已发现的锗矿有硫银锗矿(含锗5—7%)、锗石(含锗10%),硫铜铁锗矿(含锗7%)。另外,锗还常夹杂在许多铅矿、铜矿、铁矿、银矿中,就连普通的煤中,一般也含有十万分之一左右的锗,也就是说,一吨煤中含有10克左右锗。在普通的泥土、岩石和一些泉水中,也含有微量锗。
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,不透过可见光和紫外线,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,三氯化锗还是新型光纤材料添加剂。