Techniklexikon

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.

bottom:solid black 1.1pt;border-right: none;mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .6pt; mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Isotop	bottom:solid black 1.1pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Natürliche Häufigkeit [%]	bottom:solid black 1.1pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Atommasse	bottom:solid black 1.1pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; mso-border-right-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Halbwerts- zeit T1/2
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
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 77Ge	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 0	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 76,923 548	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 11,3 h

 

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

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Dichte (293 K) [g cm-3]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 5,323
Molvolumen [cm3]	13,64
Oxidationszahlen	II,IV
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> photoelektrische Arbeit [eV]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 5,0

 

Germanium 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Siedetemperatur [K]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 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
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> spezifische magnetische Suszeptibilität [10-9kg-1m3]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> -1,328

 

Germanium 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

bottom:solid black 1.1pt;border-right: none;mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Termsymbol	bottom:solid black 1.1pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 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
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 2,3