Polvere di germanio 99,999%
Polvere di germanio
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Quando Mendeleev 1869 pubblicò la sua prima tavola periodica di elementi, conteneva diversi elementi ancora da scoprire. Ha dato a tutti un nome temporaneo e ha predetto le sue qualità in base agli elementi circostanti. Uno di questi si chiamava ekasilicon e Mendeleev predisse quasi perfettamente le proprietà dell'elemento reale che 1886 scoprì da Clemens Winkler e prese il nome dalla sua nativa Germania: il germanio.
Il germanio è un metalloide semiconduttore con proprietà simili al silicio e il suo uso in dispositivi elettronici ha preceduto l'uso dell'elemento più familiare. I primi transistor sono stati realizzati in 1947 in Bell Labs da germanio. Infine, le tecnologie disponibili per l'uso con il silicio e l'abbondanza di silicio hanno portato a molte altre applicazioni di semiconduttori al silicio, inclusi chip standard per computer, e il germanio ha svolto un ruolo limitato nei dispositivi a semiconduttore per molti anni. Oggi, tuttavia, le nuove tecnologie rendono il germanio un materiale chiave per le applicazioni elettroniche. Il germanio è preferibile al silicio in alcuni tipi di celle fotovoltaiche utilizzate per generare energia solare e viene utilizzato come importante substrato nella produzione di LED ad alta luminosità per torce, fanali posteriori, telecamere, segnali stradali e display. Il germanio, come componente LED, è talvolta preferibile all'arsenico di gallio alternativo perché si rompe meno frequentemente e pone meno problemi di smaltimento. Inoltre, vengono sempre più utilizzati progetti di microchip con tecnologia germanio su isolante o silicio-germanio.
Un altro uso importante del germanio è le proprietà ottiche favorevoli del germanio e di alcuni suoi composti. L'ossido di germanio ha un alto indice di rifrazione e una bassa dispersione ottica, che lo rende adatto per l'uso in obiettivi grandangolari e alcuni microscopi. L'ossido di germanio conferisce anche alcune di queste proprietà se usato come drogante nella silice fusa e viene usato come tale nel nucleo delle fibre ottiche. Un'ulteriore proprietà ottica utile è che il vetro al germanio è trasparente alle radiazioni infrarosse. Viene quindi utilizzato nelle termocamere, nei sistemi di visione notturna e nei rilevatori a infrarossi sensibili. Un altro uso del germanio nei sistemi ottici è il materiale germanio antimonio tellurio o GeSbTe, un materiale a cambiamento di fase utilizzato nei dischi ottici riscrivibili (CD-RW, DVD-RW) e altri dispositivi di memorizzazione a cambiamento di fase.
Oltre alle sue applicazioni elettroniche e ottiche, il germanio viene utilizzato anche in diverse altre aree chiave. L'ossido di germanio viene utilizzato come catalizzatore nella produzione di molte materie plastiche. L'aggiunta di germanio in piccole quantità all'argento sterlina riduce il fuoco e l'appannamento e rende il metallo finale più duro. Contrariamente alle idee precedenti, il germanio ha dimostrato di non avere alcuna funzione medica ed è considerato potenzialmente pericoloso se consumato. Tuttavia, alcuni integratori alimentari contengono l'elemento.
Metallo germanio
Sebbene il germanio non sia particolarmente raro, non è contenuto in alcun minerale in una percentuale sufficiente a degradare specificamente il germanio. Invece, il germanio è ottenuto da concentrati ottenuti come sottoprodotti dall'estrazione di altri metalli, in particolare zinco, e inoltre dalle ceneri volanti di alcune centrali elettriche a carbone.
La polvere di germanio altamente puro viene prodotta nelle dimensioni medie dei grani più piccole possibili per la produzione di bersagli di sputtering pressati e legati, nonché per processi di deposizione chimica (CVD) e processi di deposizione fisica (PVD), tra cui evaporazione termica e con fascio di elettroni (e-beam), evaporazione organica a bassa temperatura, deposizione di strati atomici (ALD), organometallici e deposizione chimica da vapore (MOCVD). Le polveri sono anche adatte per tutte le applicazioni in cui si desiderano grandi aree di superficie, ad es. B. per il trattamento dell'acqua, nonché per celle a combustibile e applicazioni solari. Le nanoparticelle producono anche superfici molto alte. Le dimensioni delle particelle di polvere standard sono medie nell'intervallo di -325 mesh, -100 mesh, 10-50 micron e submicron (<1 micron). Il germanio è prodotto anche in barre, lingotti, pezzi, pellet, dischi, granuli, filo e in forme composite come l'ossido.
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