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什么是鍺



鍺化學(xué)符號(hào)Ge，原子序數(shù)32 ，原子量72.61屬周期系ⅣA族。鍺的熔密度5.32克/厘米3，熔點(diǎn)937.4℃。沸點(diǎn)2830℃,為銀灰色脆性金屬。稀散金屬，鍺化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下不與空氣或水蒸汽作用，但在600～700℃時(shí)，很快生成二氧化鍺。與鹽酸、稀硫酸不起作用。濃硫酸在加熱時(shí)，鍺會(huì)緩慢溶解。在硝酸、王水中，鍺易溶解。堿溶液與鍺的作用很弱，但熔融的堿在空氣中，能使鍺迅速溶解。鍺與碳不起作用，所以在石墨坩堝中熔化，不會(huì)被碳所污染。鍺有著良好的半導(dǎo)體性質(zhì)，如電子遷移率、空穴遷移率等等。
 

鍺的提取方法
 
鍺的提取方法是首先將鍺的富集物用濃鹽酸氯化，制取四氯化鍺，再用鹽酸溶劑萃取法除去主要的雜質(zhì)砷，然后經(jīng)石英塔兩次精餾提純，再經(jīng)高純鹽酸洗滌，可得到高純四氯化鍺，用高純水使四氯化鍺水解，得到高純二氧化鍺。一些雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入水解母液，所以水解過程也是提純過程。純二氧化鍺經(jīng)烘干煅燒，在還原爐的石英管內(nèi)用氫氣于650-680℃還原得到金屬鍺。
 
 


什么是鍺單晶?



鍺單晶 （Monocrystalline Germanium），是指不含大角晶界或?qū)\晶的鍺晶體。呈金剛石型晶體結(jié)構(gòu)，是重要的半導(dǎo)體材料。




 


鍺單晶制備方法
 
■鍺單晶是以區(qū)熔鍺錠為原料，用直拉法（CZ）法或者垂直梯度法（VGF法）等方法制備的鍺單晶體。

■直拉法（CZ）：拉晶前先將設(shè)備各部件、合金石英坩堝、高純鍺錠和籽晶進(jìn)行清潔處理。將高純鍺經(jīng)配料和摻雜，加入單晶爐的合金石英坩堝中，再經(jīng)抽真空、熔化，在流通的氬氣氣氛下，人工引晶放肩和收尾。晶體的等徑生長(zhǎng)過程中，控制拉速、坩堝和籽晶轉(zhuǎn)速等措施，以及自動(dòng)控制爐溫和單晶直徑等技術(shù)使其獲得直徑均勻的產(chǎn)品。經(jīng)檢測(cè)、稱量，制得鍺單晶成品。
■懸浮區(qū)熔勻平法：所用的爐子為水平式石英管加熱爐，能生產(chǎn)電阻率均勻的鍺單晶。
■在高純金屬鍺中摻入三價(jià)元素如銦、鎵、硼等，得到p型鍺；
■摻入五價(jià)元素如銻、砷、磷等，得到n型鍺。
 

 
 
鍺單晶－應(yīng)用


■鍺單晶可作晶體管，是第一代晶體管材料。

■鍺在電子工業(yè)中的用途，已逐漸被硅代替。
■但由于鍺的電子和空穴遷移率較硅高，在高速開關(guān)電路方面，鍺比硅的性能好。
■鍺在紅外器件、γ輻射探測(cè)器方面，有新的用途。
■鍺在紅外光學(xué)中的應(yīng)用，主要是用來制造紅外光學(xué)鏡頭以及保護(hù)紅外光學(xué)鏡頭的紅外光學(xué)窗口。60%以上的中低端紅外光學(xué)鏡頭為鍺單晶制造，50%的高端紅外光學(xué)鏡頭為鍺單晶制造，鍺材料在紅外鏡頭中的應(yīng)用十分廣泛。民用紅外鏡頭中，中小口徑鏡頭單套耗鍺量250克左右，大口徑為2500克左右。
■軍用紅外窗口主要應(yīng)用在飛機(jī)和裝甲戰(zhàn)車上，尤其是直升飛機(jī)上用量很大紅外光學(xué)鏡頭的應(yīng)用包括軍事應(yīng)用和民用，在軍事上主要用在機(jī)載紅外鏡頭，艦載紅外鏡頭，路基紅外鏡頭，車載紅外鏡頭，紅外槍瞄鏡頭，頭盔紅外鏡頭，手持紅外鏡頭等。
■民用紅外窗口主要應(yīng)用在各種監(jiān)控?zé)嵯駜x，夜間輔助駕駛儀上。民用領(lǐng)域主要用在安防，民用車輛，民用船只，民用飛機(jī)，警用等。








鍺單晶－分類



■鍺單晶產(chǎn)品又包括太陽能級(jí)別鍺單晶，紅外級(jí)鍺單晶和探測(cè)器級(jí)鍺單晶
■紅外級(jí)鍺單晶用于制備紅外窗口，紅外鏡頭等光學(xué)部件的基礎(chǔ)材料
■半導(dǎo)體器件用鍺單晶用于制作各類晶體管和太陽能電池用基體材料
■探測(cè)器級(jí)鍺單晶用于制備高分辨率γ輻射探測(cè)儀









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鍺單晶－典型用戶



上海，北京，河北，安徽，浙江，江蘇，遼寧，俄羅斯，東南亞，歐洲等地半導(dǎo)體、太陽能及光電客戶。