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什么是鍺



鍺化學符號Ge，原子序數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937.4℃。沸點2830℃,為銀灰色脆性金屬。稀散金屬，鍺化學性質穩定，常溫下不與空氣或水蒸汽作用，但在600～700℃時，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，鍺會緩慢溶解。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，不會被碳所污染。鍺有著良好的半導體性質，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砷，然后經石英塔兩次精餾提純，再經高純鹽酸洗滌，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。一些雜質會進入水解母液，所以水解過程也是提純過程。純二氧化鍺經烘干煅燒，在還原爐的石英管內用氫氣于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孿晶的鍺晶體。呈金剛石型晶體結構，是重要的半導體材料。




 


鍺單晶制備方法
 
■鍺單晶是以區熔鍺錠為原料，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）：拉晶前先將設備各部件、合金石英坩堝、高純鍺錠和籽晶進行清潔處理。將高純鍺經配料和摻雜，加入單晶爐的合金石英坩堝中，再經抽真空、熔化，在流通的氬氣氣氛下，人工引晶放肩和收尾。晶體的等徑生長過程中，控制拉速、坩堝和籽晶轉速等措施，以及自動控制爐溫和單晶直徑等技術使其獲得直徑均勻的產品。經檢測、稱量，制得鍺單晶成品。
■懸浮區熔勻平法：所用的爐子為水平式石英管加熱爐，能生產電阻率均勻的鍺單晶。
■在高純金屬鍺中摻入三價元素如銦、鎵、硼等，得到p型鍺；
■摻入五價元素如銻、砷、磷等，得到n型鍺。
 

 
 
鍺單晶－應用


■鍺單晶可作晶體管，是第一代晶體管材料。

■鍺在電子工業中的用途，已逐漸被硅代替。
■但由于鍺的電子和空穴遷移率較硅高，在高速開關電路方面，鍺比硅的性能好。
■鍺在紅外器件、γ輻射探測器方面，有新的用途。
■鍺在紅外光學中的應用，主要是用來制造紅外光學鏡頭以及保護紅外光學鏡頭的紅外光學窗口。60%以上的中低端紅外光學鏡頭為鍺單晶制造，50%的高端紅外光學鏡頭為鍺單晶制造，鍺材料在紅外鏡頭中的應用十分廣泛。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用在飛機和裝甲戰車上，尤其是直升飛機上用量很大紅外光學鏡頭的應用包括軍事應用和民用，在軍事上主要用在機載紅外鏡頭，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用在各種監控熱像儀，夜間輔助駕駛儀上。民用領域主要用在安防，民用車輛，民用船只，民用飛機，警用等。








鍺單晶－分類



■鍺單晶產品又包括太陽能級別鍺單晶，紅外級鍺單晶和探測器級鍺單晶
■紅外級鍺單晶用于制備紅外窗口，紅外鏡頭等光學部件的基礎材料
■半導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
■探測器級鍺單晶用于制備高分辨率γ輻射探測儀









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鍺單晶－典型用戶



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