锗
germanium
元素符号Ge，银灰色脆性金属，也有人将锗归入半金属，光泽美丽。在元素周期表中属ⅣA族,原子序数32,原子量72.59，金刚石型点阵,常见化合价为+4。锗是晶体管中首先使用的半导体材料，对固体物理和固体电子学的发展起过重要作用。
1871年俄国人门捷列夫(Д.И.Μенделеев)根据周期律预言自然界存在一种厚子量为72的化学元素，性质和硅相似,称之为“类硅”。1886年德国人温克勒（C.A.Winkler）在分析硫银锗矿时发现和分离出这个元素,并以他的祖国Germany命名。
资源 锗矿物主要有硫银锗矿（4Ag2S·GeS2）,含锗6～7％；黑硫银锡矿[4Ag2S＋(Sn,Ge)S2],含锗1.8％；锗石（3Cu2S·FeS·2GeS2）,含锗8～9％；硫锗铁铜矿(Cu,Fe)3(Fe,Ge,Zn,Sn)(S,As)4,含锗7.8％；但都很稀少。锗通常以伴生状态存在于闪锌矿、某些铁矿及其他硫化矿物中。闪锌矿含锗量约为 0.01～0.1％。各种煤含锗在0.001～0.1％之间，低灰分煤（亮煤）中含锗较多。
锗是锌电解时最有害的杂质之一，当电解液中含锗超过 0.1毫克／升时，必须将锗除去。现代工业生产的锗主要是铜、铅、锌冶炼的副产品（见重金属冶金资源的综合回收）。
70年代末世界上每年生产的锗约110吨(不包括废锗回收)。1980年美国市场本征锗的价格约为784美元／公斤。二氧化锗为487美元／公斤。
中国于1959年开始从含锗的氧化铅锌矿、闪锌矿和煤灰中回收锗，并进行工业生产。
性质和用途 锗具有半导体性质。在高纯金属锗中掺入三价元素如铟、镓、硼等,得到p型锗；掺入五价元素如锑、砷、磷等，得到n型锗。锗的禁带宽度 (300K)0.67电子伏,本征电阻率(27℃)47欧姆·厘米,电子迁移率3900±100厘米2/（伏·秒）,空穴迁移率1900±50厘米2/（伏·秒）,电子扩散系数100厘米2/秒，空穴扩散系数48.7厘米2/秒。
锗在电子工业中的用途，已逐渐被硅代替。但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高,在高速开关电路方面,锗比硅的性能好。锗在红外器件、γ辐射探测器方面，有新的用途。金属锗能通过 2～15微米的红外线，又和玻璃一样易被抛光，能有效地抵制大气的腐蚀，可用以制造红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。锗酸铋用于闪烁体辐射探测器。锗还同铌形成化合物，用作超导材料。二氧化锗是聚合反应的催化剂。用二氧化锗制造的玻璃有较高的折射率和色散性能，可用于广角照相机和显微镜镜头；GeO2－TiO2－P2O5类型的玻璃有良好的红外性能，在空间技术上，可用来保护超灵敏的红外探测器。
富集回收 锗的制取第一步是从重有色金属冶炼过程回收锗的富集物。以炼锌为例:在火法炼锌过程中,锌精矿首先经过氧化焙烧，然后加入还原剂和氯入钠，在烧结机上烧结焙烧，锗以氯化物或氧化物形态挥发进入烟尘。如不采用氯化烧结措施，锗将富集于最后锌蒸馏的残留物中（见氯化冶金）。在湿法炼锌过程中，如锌精矿含锗不高时，大部分锗在硫酸浸出渣中，小部分锗进入溶液。在锌溶液净化过程中,由于锗的亲铁性质,氢氧化铁沉淀时吸附锗，锗进入铁渣。锌溶液用锌粉置换镉时，残留的锗和镉同时为锌粉所置换。如将浸出渣熔化,然后用烟化炉挥发铅、锌,则锗以一氧化锗状态挥发，富集于烟尘中。烟化炉可用来处理含锗的氧化铅、锌矿。将氧化矿在鼓风炉内熔炼，再用烟化炉处理炉渣挥发锗，挥发率大于90％。现代炼锌多用湿法，在处理含锗较高的硫化锌精矿（含锗100～150克／吨）时，首先使锗富集于浸出渣中，用烟化炉处理，烟尘含锗0.1％,用酸浸出，溶液净化后，加丹宁（C76H52O46）沉淀，沉淀物中含锗3～5％；经烘干、煅烧,得到含锗15～20％的锗灰,作为提锗原料。
高纯锗单晶的制备 首先将富集物用浓盐酸氯化，制取四氯化锗，再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷，然后经石英塔两次精馏提纯,四氯化锗(GeCl4)的含砷量可降至1ppm以下，再经高纯盐酸洗涤，可得高纯四氯化锗。用高纯水使四氯化锗水解，得高纯二氧化锗(GeO2)。一些杂质会进入水解母液，所以水解过程也是提纯过程。纯二氧化锗经烘干煅烧，在还原炉的石英管内用氢气于650～680℃还原得到金属锗。还原终结时可逐渐升温至1000～1100℃，使锗熔化，将石墨舟从还原炉中缓缓拉出，控制温度，把杂质驱至尾端，这种方法称为定向结晶法。切去锗锭的尾端，其余部分的纯度大大提高，电阻率可达20欧姆·厘米以上（见晶体培育）。
半导体器件所需的锗,纯度通常以电阻率表示,规定在20℃时在锭底部表面测出的电阻率应为30～50欧姆·厘米，其杂质总含量为10-8～10-9％，必须采用区域熔炼提纯法进一步提纯。
锗单晶的制备方法有两种：一种是直拉法，另一种是区熔匀平法。①直拉法是将锗锭置于坩埚中熔化，然后用一固定在拉杆上的锗晶体作籽晶，垂直浸入温度略高于熔点的熔融锗中,以一定的速度从熔体向上拉出,熔融锗便按籽晶的结晶方向凝固。通过控制拉速、坩埚和籽晶转速等措施，以及自动控制炉温和单晶直径等技术，可以制成n型电阻率为 0.003～40欧姆·厘米、p型电阻率为0.002～40欧姆·厘米、位错密度为500～3000厘米-2、直径为 20～300毫米的锗单晶。②区熔匀平法所用的炉子为水平式石英管加热炉，能生产电阻率均匀的锗单晶，电阻率的径向均匀度为±3％，纵向均匀度为±7％，位错密度为103厘米-2，单晶截面为5～12厘米2。
红外器件所用锗单晶为n型，电阻率5～40欧姆·厘米,单晶直径可达300毫米,多晶直径可达600毫米。探测器级锗单晶用于制作锂漂移探测器和高纯锗探测器。后者要求锗单晶的净杂质含量更低（＜1010原子／厘米3）。锗单晶的性能用型号、电阻率均匀性、位错密度、少数载流子寿命和载流子浓度等指标来表示。
废锗回收 从锗加工废料中回收锗很重要。自冶炼到制成锗晶体管整个过程，特别是区熔提纯、拉制单晶、切片、磨片和抛光锗片的加工过程中，会产生大量的含锗废料。这些废料的含锗量为：切割粉60～70％，碎片80～90％,滤纸20％，腐蚀液2～10％。从废料中回收锗的方法很多，主要有：①用氯气在石英容器内使锗氯化成四氯化锗,然后蒸馏回收；②用新鲜的NaOCl于80℃处理锗残渣,生成锗酸钠(Na2GeO3),然后加入氢氧化铵,生成锗的沉淀物(Na2O)x(NH4)yGe2O3,回到四氯化锗生产流程。在处理含氢氟酸的腐蚀液时,加入氢氧化铵,可生成氟化铵和锗酸铵(NH4)x Ge2O3沉淀。在四氯化锗水解过程中产生的水解液和洗涤液中含有少量(约6～7克/升)的锗，回收的方法是用硫酸镁和氢氧化铵使锗沉淀为正锗酸镁（见超纯金属）。
参考书目
C.A.Hampel ed., Rare Metals Handboo噚, 2nd ed.,Reinhold, New York, 1961.
沈华生：《稀散金属冶金学》，上海人民出版社，上海，1976。
锗
germanium
电工领域用于制作半导体器件的材料。是元素周期表中第 4周期第Ⅳ族的元素，化学符号Ge，原子序数32，属金刚石型结构，晶格常数5.66×10-10m，熔点937.4℃，禁带宽度为0.803电子伏,是呈银白色金属光泽的半金属材料。锗于1948年即进入实用阶段。由于锗是稀有元素，资源不如硅丰富，价格较高，且锗器件制作也不象硅器件那样能够实现平面工艺，故大部分半导体器件不选用锗而选用硅作材料。但锗的电子迁移率和空穴迁移率比硅大，适用于超高速转换开关电路，因而在高频快速低噪声的领域，锗器件的优点是硅器件不能代替的。锗常用来制造晶体二极管、三极管和集成电路，用于电子工业的各个领域；制造热敏电阻、光敏电阻和半导体温度计，用于温度测量和设备的自动控制；制造太阳能电池、光电池用作人造卫星、航天飞机等的电源。制造器件主要用单晶，影响单晶质量的关键因素是晶格缺陷和杂质。
锗
声母:z
字头:锗,（,鍺,）
四笔号码:3771
注音:zhě
摘要:zhe
笔画:13画
部首画:05
部首:钅部
释义:金属元素，符号Ge，银灰色结晶，质脆，有单方向导电性能。可用以制造半导体晶体管等。
部首查询:05钅部
锗germanium
一种化学元素 。化学符号 Ge ，原子序数 32 ， 原子量72.61属周期系ⅣA族。1871年俄国 D.I. 门捷列夫根据元素周期律预 言存在一个性质与硅相似的未知元素 ， 命名为类硅。1886年德国C.温克勒在分析硫银锗矿时分离出这个元素，为纪念他的祖国Germany ，命名为 germanium 。锗在地壳中的含量为 7×10-4％ ，主要矿物有硫银锗矿（4Ag2S·GeS2）、黑硫银锡矿 [4Ag2S·（Sn，Ge）S2］，锗石（3Cu2S·FeS·2GeS2）、硫锗铁铜矿[（Cu， Fe）3（Fe， Ge， Zn，Sn）（S，As）4］。但这些独立矿藏量稀少。大量的锗分散在煤及 金 属 硅酸 盐和 硫化物矿中 ， 锗 在 各 类煤中的含量为0.001％～0.1％ ，以低灰分的煤中含锗多 ，闪锌矿中锗的含量为0.001％～0.1％。
锗是银灰色晶体，熔点 937.4℃，沸点 2830 ℃ ，密度5.35克／厘米3（20℃），莫氏硬度 6.0～6.5，室温下，晶态锗性脆，可塑性很小。锗具有半导体性质，在高纯锗中掺入三价元素（如铟、镓、硼）、得到 P 型锗半导体；掺入五价元素（如锑、砷、磷），得到N型锗半导体。常温下 ，锗在空气中不被氧化，但在加热时，锗能在氧气、氯气和溴蒸气中燃烧。锗不与水作用，不溶于盐酸和稀硫酸，硝酸和热的浓硫酸能将金属锗氧化为二氧化锗，锗还溶于王水。锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾，生成锗酸钠或锗酸钾。在过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂存在下，锗能溶解在碱性溶液中，生成锗酸盐。锗的氧化态为＋2和＋4。
在火法炼锌过程中，锗以氯化物或氧化物的形式进入烟尘中，并得到富集。煤燃烧或炼焦工业产生的锗都富集在烟道灰中。用盐酸处理这些烟尘和烟道灰，可得四氯化锗，通过精馏法提纯后，水解得高纯二氧化锗，放在石英管内，加热到 680℃，用氢气还原得高纯锗 。再用直拉法或区域熔炼法制得锗的单晶。在电子工业中锗虽已大部分被硅代替，但由于锗的电子和空穴迁移率比硅高，在高速开关电路方面锗的性能也比硅好，因此锗在红外器件、γ辐射探测器方面仍占有优势。锗还可作为煤的氢化和石油炼制的催化剂，锗酸铋用于闪烁体辐射探测器。
锗是一种化学元素，它的化学符号是Ge，它的原子序数是32，是一种灰白色的类金属。
锗的性质与锡类似。锗最常用在半导体之中，用来制造晶体管。
参见
- 元素周期表
- 同位素列表
- 类金属
补充
元素名称：锗
元素原子量：72.61
元素类型：金属
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。 用于某些夜视系统。二氧化锗是制造盛碳酸饮料的聚酯瓶时用到的催化剂元素辅助资料：
锗、锡和铝在元素周期表中是同属一族，后两者早被古代人们发现并利用，而锗长时期以来没有被工业规模的开采。这并不是由于锗在地壳中的含量少，而是因为它是地壳中最分散的元素之一，含锗的矿石是很少的。
门捷列夫曾预言了之一元素的存在，把它成为类硅。直到1886年，锗终于被德国夫赖堡（Frieberg）矿业学院分析化学教授文克勒发现。他是在分析夫赖堡附近发现到一种新的矿石——argyrodite（辉银锗矿4Ag2S·GeS2）的时候，发现有一未知的新元素并通过实验验证了自己的推断。
从德国的拉丁名germania命名新元素为germanium（锗），以纪念发现锗的文克勒的祖国。元素符号定为Ge。锗继镓和钪后被发现，巩固了化学元素周期系。