ژرمانیم چیست؟

ژرمانیم عنصر شیمیایی است که با نشان Ge و عدد اتمی 32 در جدول تناوبی وجود دارد. ژرمانیم، شبه فلزی است سخت، درخشان، به رنگ سفید خاکستری که از نظر شیمیایی شبیه قلع می باشد. این عنصر تعداد بسیار زیادی از ترکیبات آلی - فلزی را تشکیل داده و ماده نیمه هادی مهمی در ترانزیستورها و نورسنج ها به حساب می آید.

ژرمانیم یکی از عناصری بود که "مندلیف" در سال 1871 وجود آن را به عنوان یک آنالوگ گم شده گروه سیلیکون پیش بینی کرده بود. وجود این عنصر را "Clemens Winkler" در سال 1886 اثبات نمود. این کشف تاییدیه مهمی برای نظریه مندلیف در مورد وضعیت تناوبی عناصر بود.

ساخت ترانزیستورهای ژرمانیم مقدمه استفاده های بی شمار از علم الکترونیک solid-state گشت. از سال 1950 تا اوایل دهه 80 این حوزه بازار روزافزونی برای ژرمانیم به وجود آورد، اما بعد از آن، سیلیکون خالص کم کم در ترانزیستورها، دیودها و یکسو کننده ها جایگزین ژرمانیم شد.

سیلیکون خصوصیات الکتریکی برتری دارد، اما نمونه های بسیار خالص تری نیاز دارد، درجه خلوصی که در روزهای اولیه به صورت تجاری قابل دستیابی نبود، در حالی که نیاز به ژرمانیم در شبکه های ارتباطی فیبر نوری، سیستم های مادون قرمز دید در شب و کاتالیزورهای پلیمریزاسیون شدیدا افزایش یافت. این کاربردهای نهائی، 85% مصرف جهانی ژرمانیم را در سال 2000 تشکیل می دهد.

پیدایش

این فلز در کانی های آرژیرودیت یا سیم سنگ، زغال سنگ، ژرمانیت، روی و کانیهای دیگر یافت می شود.ژرمانیم به صورت تجاری از پردازش سنگ معدن مذاب روی و از سوختن محصولات جانبی زغال سنگهای خاصی به دست می آید، بنابراین اندوخته زیادی از این عنصر در منابع زغال سنگ وجود دارند.

این شبه فلز را می توان به وسیله تقطیر جزئی تترا کلرید فرار آن از فلزات دیگر نیز تهیه نمود. این روش باعث تولید ژرمانیم با خلوص بسیار بالا می شود. قیمت هر گرم ژرمانیم در سال 1997 تقریبا" 3 دلار آمریکا و قیمت هر کیلو آن در پایان سال 2000 معادل 1150 دلار بود.

ژرمانیم عنصری سخت و به رنگ سفید مایل به خاکستری است که دارای درخشش فلزی و ساختار بلوری همانند الماس می باشد. توجه به این نکته ضروری است که ژرمانیم یک نیمه هادی با ویژگیهای الکتریکی بین فلز و عایق است.

نوع خالص این شبه فلز، بلورین و شکننده بوده و در دمای اطاق درخشش خود در هوا را حفظ می کند. روشهای تصفیه منطقه ای باعث تولید ژرمانیم بلورین برای نیمه هادیها گشته که فقط دارای یک جزء در 1010 ناخالصی هستند.