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Germanium

(ehem. Symbol Ge). Relativ seltenes grauweißes Metall, das im allg. als Nebenprodukt bei der Gewinnung anderer Metalle anfällt. Die Halbleitertechnik (Halbleiter) begann auf der Basis von G. , dessen elektr. Leitfähigkeit mit der Temperatur stark ansteigt. Mit Zinn, Aluminium oder Magnesium legiert (Legierung) erhöht es deren Härte. In der Elektronik: Formelzeichen Ge, chemisches Element aus der IV. Hauptgruppe des Periodensystems mit der Ordnungszahl 32 (Atomgewicht 72, 6). G. ist ein vierwertiger Elementhalbleiter, kristallisiert im Diamantgitter (Kristallstruktur) und war der erste seit Mitte der 50er Jahre großtechnisch genutzte Halbleiterwerkstoff. Die Züchtung von Einkristallen erfolgt überwiegend nach dem Czochral-ski-Verfahren, wobei Stabdurchmesser bis 50 mm erreicht werden. Wegen der besseren technologischen Beherrschbarkeit des Sili-ciums und der Erfolge der Planartechnik wurde es von diesem später weitgehend verdrängt und wird heute nur noch für solche Sonderanwendungen genutzt, wo es aufgrund bestimmter elektronischer Eigenschaften dem Silicium überlegen ist, z. B. in Fotodioden und Hochfrequenztransistoren (Ta-fei). Chemie, Physikalische Chemie, Ge, Eka-Silicium, Element der Hauptgruppe IV des Periodensystems mit der Ordnungszahl. Germanium besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d104s24p2 und und kommt in der Natur in fünf Isotopen vor (Tabelle). Die unter Standardbedingungen stabile a-Form des Germaniums mit der relativen Masse von 72,61 ist ein Halbleiter, der häufig als Detektormaterial verwendet wird. Aus Halbleiterlegierungen des Germaniums werden Transistoren (n-p-n-Leiter) hergestellt. Im optischen Bereich wird Germanium auf Grund seiner Durchlässigkeit für infrarote Strahlung für Fenster, Prismen und Linsen verwendet. [AFM]

 

Germanium 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche
Häufigkeit
[%]

Atommasse

Halbwerts-
zeit T
1/2

68Ge

0

67,928 096

288 d

70Ge

20,5

69,924 250

stabil

71Ge

0

70,924 953

11,2 d

72Ge

27,4

71,922 080

stabil

73Ge

7,8

72,923 464

stabil

74Ge

36,5

73,921 179

stabil

76Ge

7,8

75,921 403

stabil

77Ge

0

76,923 548

11,3 h

 

Germanium 2: Allgemeine, chemische und festkörper-physikalische Eigenschaften.

Dichte (293 K) [g cm-3]

5,323

Molvolumen [cm3]

13,64

Oxidationszahlen

II,IV

photoelektrische Arbeit [eV]

5,0

 

Germanium 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

3103

Schmelztemperatur [K]

1210,6

Siedeenthalpie [kJ mol-1]

327,6

Schmelzenthalpie [kJ mol-1]

34,7

Wärmeleitfähigkeit (300 K) [W m-1K-1]

59,9

spezifische Wärme [kJ kg-1K-1]

0,322

spezifischer Widerstand (295 K) [W m]

0,46

Übergangstemperatur
Supraleiter (p > 10 GPa) [K]

5,4

spezifische magnetische Suszeptibilität [10-9kg-1m3]

-1,328

 

Germanium 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

3P0

1. Ionisierungsenergie [eV]

7,90

2. Ionisierungsenergie [eV]

15,935

Elektronenaffinität [eV]

1,2

Elektronegativität (Pauling)

2,01

effektive Kernladung (Slater)

5,65

magnetisches Moment [mB]

0

Ionenradius (Ge4+) [nm]

0,053

Kovalenzradius [nm]

0,122

Atomradius [nm]

0,1225

Kernspin (73Ge)

9/2

kernmagnetisches Moment (73Ge) [mK]

-0,8792

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

2,3

 

 

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