Germanio en polvo 99,999%
Polvo de germanio
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Cuando Mendeleev 1869 publicó su primera tabla periódica de elementos, contenía varios elementos que aún no se habían descubierto. Dio a todos un nombre temporal y predijo sus cualidades en función de los elementos circundantes. Uno de ellos se llamaba ekasilicon, y Mendeleev predijo casi a la perfección las propiedades del elemento real que 1886 descubrió por Clemens Winkler y nombró en honor a su Alemania natal: germanio.
El germanio es un metaloide semiconductor con propiedades similares al silicio, y su uso en dispositivos electrónicos es anterior al uso del elemento más familiar. Los primeros transistores se hicieron 1947 en Bell Labs de germanio. Finalmente, las tecnologías disponibles para su uso con silicio y la abundancia de silicio han llevado a muchas otras aplicaciones de semiconductores de silicio, incluidos chips de computadora estándar, y el germanio ha desempeñado un papel limitado en dispositivos semiconductores durante muchos años. Hoy, sin embargo, las nuevas tecnologías hacen del germanio un material clave para aplicaciones electrónicas. El germanio es preferible al silicio en algunos tipos de células fotovoltaicas utilizadas para generar energía solar y se utiliza como un sustrato importante en la fabricación de LED de alto brillo para linternas, luces traseras, cámaras, señales de tráfico y pantallas. El germanio, como componente LED, a veces es preferible al arseniuro de galio alternativo porque se rompe con menos frecuencia y plantea menos problemas de eliminación. Además, los diseños de microchips con tecnología de germanio sobre aislante o silicio-germanio se utilizan cada vez más.
Otro uso importante del germanio son las propiedades ópticas favorables del germanio y algunos de sus compuestos. El óxido de germanio tiene un alto índice de refracción y baja dispersión óptica, lo que lo hace adecuado para su uso en lentes gran angular y algunos microscopios. El óxido de germanio también confiere algunas de estas propiedades cuando se usa como dopante en sílice fundida, y se usa como tal en el núcleo de las fibras ópticas. Una propiedad óptica útil adicional es que el vidrio de germanio es transparente a la radiación infrarroja. Por lo tanto, se utiliza en cámaras termográficas, sistemas de visión nocturna y detectores infrarrojos sensibles. Otro uso del germanio en sistemas ópticos es el material germanio antimonio telurio o GeSbTe, un material de cambio de fase utilizado en discos ópticos regrabables (CD-RW, DVD-RW) y otros dispositivos de almacenamiento de cambio de fase.
Además de sus aplicaciones electrónicas y ópticas, el germanio también se usa en varias otras áreas clave. El óxido de germanio se usa como catalizador en la producción de muchos plásticos. Agregar germanio en pequeñas cantidades a la plata esterlina reduce el fuego y el empañamiento y hace que el metal final sea más duro. A diferencia de las ideas anteriores, se ha demostrado que el germanio no tiene función médica y se considera potencialmente peligroso cuando se consume. Sin embargo, algunos suplementos dietéticos contienen el elemento.
Metal germanio
Aunque el germanio no es particularmente raro, no está contenido en ningún mineral en un porcentaje suficiente para degradar específicamente el germanio. En cambio, el germanio se obtiene de los concentrados obtenidos como subproductos de la extracción de otros metales, particularmente zinc, y adicionalmente de las cenizas volantes de algunas centrales eléctricas de carbón.
El polvo de germanio de alta pureza se produce en los tamaños de grano promedio más pequeños posibles para la producción de objetivos de pulverización catódica prensados y adheridos, así como para procesos de deposición química (CVD) y procesos de deposición física (PVD), incluida la evaporación térmica y por haz de electrones (e-beam), evaporación orgánica a baja temperatura, deposición de capa atómica (ALD), organometálica y deposición de vapor químico (MOCVD). Los polvos también son adecuados para todas las aplicaciones en las que se desean grandes superficies, p. Ej. B. para el tratamiento de agua, así como para aplicaciones solares y de pilas de combustible. Las nanopartículas también producen superficies muy altas. Los tamaños de partículas de polvo estándar promedian en el rango de malla -325, malla -100, 10-50 micrones y submicrones (<1 micrón). El germanio también se produce en barras, lingotes, piezas, bolitas, discos, gránulos, alambre y en formas compuestas como el óxido.
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