게르마늄은 기호 GE와 함께 견고하고 반짝이는 화학 요소입니다. 이 요소의 원자 수는 32이고 원자 중량은 72.60입니다. Germanium is grouped as the metalloid element which means that this carbon group element possesses both metallic and non-metallic chemical element properties. Pure Germanium은 반도체 기반 제품에 크게 사용되는 반도체 유형 요소입니다.
The uses of germanium in everyday life can be seen in various industries mainly in the optical applications and semiconductor electronics industries. 광섬유 시스템, 태양 전지, LED, 중합 촉매, 적외선 광학 등의 독일식의 사용을 찾을 수 있습니다. 이 기사는 발견, 자연의 발생 및 재산을 포함하여 일상 생활에서 게르만의 사용을 설명 할 것입니다.
- 분석 화학의 응용
- 생화학 적용 식물의 질소
- 헬륨 사용
게르마늄 발견
Francium 요소와 마찬가지로 게르마늄의 발생은 이전에 Dmitri Mendellev에 의해 예측되었습니다. In 1869, while arranging the periodic table of elements, he assumed that there will be new element with the atomic number of 32 and atomic weight of 70 to fill the gap between the elements in his periodic table. He found out that there was the gap between the silicon and tin element in that periodic table. 당시 그는이 요소를 Eka-Silicon으로 지명했습니다.
1886 년에 Clemens A. Winkler라는 독일 화학자는 Silver Mine에서 미네랄 샘플에서 Germanium을 성공적으로 발견했습니다. 그런 다음 아르가 로디이트로 알려진 그의 미네랄 샘플은 73-75 %은, 17-18 % 황, 0.2 % 수은 및 6-7 % 새로운 요소로 구성되어 있다고 분석했습니다. 이 새로운 요소는 Eka-Silicon 요소에 속한 후 그는 게르마늄이라고 불렀습니다. 게르마늄 이름 자체는 라틴어 언어 '게르마니아'에서 유래 한 독일, 윈클러가 오는 나라를 의미합니다. 본질적으로, 당신은 Argyrodite, Briartite, Germanite 및 Renierite와 같은 소수의 미네랄에서 Germanium을 찾을 수 있습니다.
지각에는 1.6 ppm의 게르마늄이 있습니다. 오늘날 일반 게르마늄 요소는 금속 정제 제품과 특정 석탄 재에서 얻습니다. 게르마늄은 질량 수가 58에서 85 사이의 24 개의 알려진 동위 원소를 가지고 있습니다. 가장 풍부한 동위 원소는 GE입니다.
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- 프란시움 요소 사용
- 세계에서 헬륨 사용
실제로, 여기에는 다양한 응용 분야에서 일상 생활에서 게르마늄의 사용이 있습니다.
1. 광학 응용
오늘날 게르마늄은 광 섬유, 카메라 렌즈 및 현미경과 같은 광학 응용 분야에서 광범위하게 사용되었습니다. 게르마늄은 높은 굴절률 및 낮은 광학 분산 특성으로 인해 광학 응용 분야에서 바람직합니다. In optical fibers application, germanium is currently replacing titania element as the dopant for silica fiber for the core part of the optical fiber. 게르마늄은 열을 제거하여 섬유가 깨지기 쉬울 수 있습니다. 미국에서는 섬유 광학 산업에서 게르마늄 사용이 매년 전체 게르마늄 사용에서 60%에 도달했습니다. GESBTE로 알려진 게르마늄 실리카는 재 작성 가능한 DVD 재료와 같은 다른 광 응용 분야에도 사용됩니다.
광학 응용 분야에서 게르마늄의 또 다른 일반적인 사용은 광각 카메라의 렌즈입니다. 이는 게르마늄이 적외선 파장에서 투명하게 보이기 때문입니다. 게르마늄은 또한 렌즈 나 창으로 자르기가 쉽고 광택이 발생하기 쉽습니다. You can see the popular uses of germanium in everyday life in camera lenses like the thermal imaging camera which works in the 8 to 14-micron range.
This kind of camera is usually used for passive thermal imaging and hot sport detection in military, fire fighting applications and mobile night vision applications. Due to its properties, germanium can also be used in the infrared spectroscope applications and other application requiring the very high sensitive infrared detection. 게르마늄은 높은 굴절 지수를 가지며 4.0으로 반사 방지 물질로 코팅되어야합니다.
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2. 전자 응용 프로그램
게르마늄은 최초이자 인기있는 반도체 재료 중 하나입니다. 이전에, 반도체 전자 제품의 주먹 개발은 게르마늄을 주요 재료로 사용했습니다. But, today most of semiconductor electronics use high purity silicon as the major material to produce transistors, diodes and other electronic devices. 이 사실에도 불구하고 게르마늄은 여전히 고속 및 고성능 통합 회로 응용 프로그램의 반도체로 사용됩니다.
The mix between germanium and silicon called SiGe has the faster speed compared to the pure silicone material. SIGE 통합 회로는 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며 여전히 고속 성능을 보여줍니다. 게르마늄은 여전히 특수 음악 효과와 같은 특정 트랜지스터 애플리케이션에 사용되고 있습니다. 일부 뮤지션들은 여전히 페달에서 제라늄 트랜지스터를 사용하여 퍼즈 톤이라는 독특한 톤을 생성합니다. This tone was popular in the early rock and roll era with its special and distinct tone characteristic.
다음으로 전자 산업에서 게르마늄의 일반적인 사용은 태양 전지판입니다. 게르마늄은 웨이퍼 기판 다중 접합 사진 광산 세포로서 훌륭한 재료 선택입니다. 이 재료는 우주 응용 분야에서 고효율을 보여주고 매우 우수합니다. Germanium has the similar lattice constant to gallium arsenide making it possible for using this element to make gallium arsenide solar cells.
Mars Exploration Rovers 및 일부 위성과 같은 일부 우주 탐사는 게르마늄 세포에서 Triple Junction Gallium Arsenide를 사용하고 있습니다. 일상 생활에서, 특히 전자 제품 응용 분야에서 게르마늄의 다른 큰 용도는 Florescent Lamps와 Solid State LED에서 볼 수 있습니다. 일부 큰 형광성 튜브는 내부의 코팅으로 구성되어 빛을 발할 수 있습니다. 이 코팅의 인기있는 요소 중 하나는 게르마늄입니다. 게르마늄은 형광 전구의 형광체로서 좋은 선택입니다.
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더 많은 게르마늄 사용
Apart from its mass uses in optical and electronics applications, germanium also has many other uses in various fields like polymerization catalyst, metallurgy, chemistry and some other. 다음은 일상 생활에서 게르마늄의 주목할만한 용도 목록입니다.
3. 중합을위한 촉매로서
게르마늄은 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET)라는 특수 플라스틱 유형의 제조에서 중합 촉매로 사용됩니다. 이런 종류의 방법은 일본에서 PET 병을 생산하는 공장에 적용됩니다. 그러나 미국에서는 게르마늄이 중합 촉매의 일반적인 물질이 아닙니다.
4. 가스 크로마토 그래피에서
게르마늄은 또한 가스 크로마토 그래피 적용에 사용되어 실리카를 대체합니다. 이산화물 게르마늄 (Geo 2 )는 실리카와 유사한 특성을 가지고 있습니다 (sio 2 ) 및 이산화물이 가스 크로마토 그래피 컬럼에서 실리카 고정 상을 대체하기에 완벽하게 만듭니다.
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5. 금속 합금에서
고가의 금속 합금에서 게르마늄의 사용은 끊임없이 증가하고 있습니다. 금속 합금으로서 게르만의 대중적인 사용 중 하나는 스털링 실버 합금에 있습니다. 이 제품에서 Germanium은 화재 규모를 줄이고 변색 저항을 개선하며 강수 경화를 향상시킬 수 있습니다. Argenium은 약 1.2% 게르마늄 요소를 포함하는이은 합금의 예입니다.
6. 반도체 검출기 및 X- 선
Germanium is also popularly used as the semiconductor detector in certain application like airport security detection. 이러한 종류의 검출기에서, 단일 고급은 방사선 공급원을 식별하는 데 사용됩니다. 이 결정 순수 게르마늄은 또한 감마 분광법 응용 분야의 검출기로 사용됩니다. 이것은 암흑 물질에 대한 연구에서 매우 유용합니다.
Aside for its uses in detector application, germanium is also beneficial in X-ray spectrometers. 이 물질은 인, 염소 및 황 원소를 감지 할 수있는 능력이 있습니다. 게르마늄은 또한 빔 라인에 대한 단색으로 적용됩니다. 싱크로트론 X- 선 회절 및 기타 고 에너지 X- 선 응용 분야 에서이 게르마늄 사용을 볼 수 있습니다. 게르마늄은 반사 특성으로 인해 실리콘을 통해 선택됩니다.
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7. 스핀 트로닉스 응용 프로그램
게르마늄은 현재 Spintronic 및 기타 스핀 기반 양자 컴퓨팅 응용 분야에서 가장 중요한 새로운 재료 중 하나가되고 있습니다. Previously, some researches showed that spin transport and donor electron spins in germanium element indicated the long coherence times condition in the room temperature. 이것은 게르만어가 스핀 트로닉 애플리케이션의 대안으로 만듭니다.
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게르만 특성
게르마늄은 반짝이고 단단한 구조를 가진 결정의 형태를 가지고 있습니다. 회색 흰색의 반 금속 요소입니다. Germanium is also a semiconductor element which means that this element has mixed properties of conductor (able to transmit electricity) and insulator (unable to transmit electricity). 게르마늄과 산화물은 적외선의 존재에 투명합니다. 그것은 물 속성처럼 얼어 붙는 동안 확장 할 수있는 특수 특성이 있습니다.
실제로 실리콘, 비스무트, 갈륨 및 안티몬과 같은 특수 특성을 갖는 다른 화학 요소도 있습니다. 게르마늄의 용융점은 1211.40 K (938.25 ° C)와 끓는점이 3106k (2833 ° C)입니다. 입방 센티미터 당 5.323 그램의 밀도가 있습니다. 화학적으로, 게르마늄 원소는 고온 (250 ° C)에서 지오 <서브> 2 에서 천천히 산화물을 산화시킵니다. . 게르마늄은 산과 알칼리에 불용성이며 뜨거운 황산 및 질산에 천천히 용해됩니다. 이 믹스에서 게르마늄은 녹은 알칼리와 반응하여 발아를 형성합니다. 게르마늄의 일반적인 존재는 산화 상태 +4에 있습니다.
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