Germanio

Germanio
32 Ge
Si ↑ Ge ↓ Sn Tabla periódica galio ← germanio → arsénico
Apariencia
de color blanco grisáceo A 12 gramos (2x3 cm) de bloque policristalina de Ge con superficies irregulares escindidos
Propiedades generales
Nombre, símbolo, número	germanio, Ge, 32
Pronunciación	/ dʒ del ər m eɪ n yo ə m / jər- PUEDEN -nee-əm
Categoría Elemento	metaloide
Grupo, período, bloque	14, 4, p
Peso atómico estándar	72,63 (1)
Configuración electrónica	[ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 2 2, 8, 18, 4
Historia
Predicción	Dmitri Mendeleev (1871)
Descubrimiento	Clemens Winkler (1886)
Propiedades físicas
Fase	sólido
Densidad (cerca rt)	5,323 g · cm -3
Líquido densidad en mp	5,60 g · cm -3
Punto de fusion	1211.40 K , 938.25 ° C, 1720.85 ° F
Punto de ebullicion	3106 K, 2833 ° C, 5131 ° F
Calor de fusión	36.94 kJ · mol -1
El calor de vaporización	334 kJ · mol -1
Capacidad calorífica molar	23.222 J · mol -1 · K -1
Presión del vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k en T (K) 1644 1814 2023 2287 2633 3104
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4 ( óxido anfótero)
Electronegatividad	2,01 (escala de Pauling)
Energías de ionización	Primero: 762 kJ · mol -1
	Segundo: 1537,5 kJ · mol -1
	Tercero: 3302,1 kJ · mol -1
Radio atómico	122 pm
Radio covalente	122 pm
Van der Waals radio	211 pm
Miscelánea
Estructura cristalina	diamante cúbico
Ordenamiento magnético	Diamagnético
La resistividad eléctrica	(20 ° C) 1 Ω · m
Conductividad térmica	60,2 W · m -1 · K -1
Expansión térmica	6,0 m / (m · K)
Velocidad del sonido (varilla delgada)	(20 ° C) 5400 m · s -1
El módulo de Young	103 GPa
Módulo de corte	41 GPa
Módulo de volumen	75 GPa
Relación de Poisson	0.26
Dureza de Mohs	6.0
Número de registro del CAS	7440-56-4
Banda energía brecha a 300 K	0.67 eV
La mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Los isótopos de germanio
iso N / A media vida DM DE ( MeV) DP 68 Ge syn 270.8 d ε - 68 Ga 70 Ge 21,23% 70 Ge es estable con 38 neutrones 71 Ge syn 11.26 d ε - 71 Ga 72 Ge 27.66% 72 Ge es estable con 40 neutrones 73 Ge 7,73% 73 Ge es estable con 41 neutrones 74 Ge 35.94% 74 Ge es estable con 42 neutrones 76 Ge 7,44% 1,78 × 10 21 y β - β - 2,039 76 Se

El germanio es un elemento químico con el símbolo Ge y número atómico 32. Es un brillante, duro, de color blanco grisáceo metaloide en el grupo de carbono, químicamente similar a su vecinos del grupo de estaño y de silicio . Germanio purificada es un semiconductor , con una apariencia más similar a la de silicio elemental. Como el silicio, germanio reacciona de forma natural y forma complejos con el oxígeno en la naturaleza. A diferencia de silicio, es demasiado reactivo que se encuentran de forma natural en la Tierra en estado libre (nativo).

Debido a que muy pocos minerales contienen en alta concentración, germanio fue descubierto relativamente tarde en la historia de la química. Germanio ocupa cerca quincuagésimo en la abundancia relativa de los elementos en la corteza terrestre. En 1869, Dmitri Mendeleev predicho su existencia y algunas de sus propiedades en función de su posición en la tabla periódica y se llama el elemento ekasilicio. Casi dos décadas después, en 1886, Clemens Winkler encontró el nuevo elemento junto con la plata y azufre, en un mineral raro llamado argirodita. Aunque el nuevo elemento se parecía un poco de arsénico y antimonio en apariencia, sus ratios combinan en compuestos del nuevo elemento de acuerdo con las predicciones de Mendeleev para un pariente predicho de silicio. Winkler nombrado el elemento después de que su país, Alemania. Hoy en día, germanio se extrae principalmente de esfalerita (el mineral principal de zinc), aunque germanio también se recupera comercialmente de plata , plomo y cobre minerales.

Germanio "metal" (aislado de germanio) se utiliza como semiconductor en transistores y otros dispositivos electrónicos. Históricamente la primera década de la electrónica de semiconductores se basa totalmente en germanio, aunque su producción para tal uso hoy en día es una pequeña fracción (2%) de la del silicio ultra-alta pureza, que ha sustituido en gran medida la misma. Extremo importante de Germanio utiliza en el presente son de fibra óptica y sistemas óptica infrarroja. Se utiliza en aplicaciones de células solares. Compuestos de germanio se utilizan para catalizadores de polimerización. El germanio es encontrar un nuevo uso en nanocables. Germanio forma un gran número de compuestos organometálicos, tales como tetraethylgermane, que son útiles en química.

Germanio no se piensa que es un elemento esencial para cualquier organismo vivo. Algunos compuestos orgánicos de germanio acomplejados están siendo investigados como posibles productos farmacéuticos, pero ninguno ha tenido éxito. Similar a silicio y aluminio, compuestos de germanio naturales, que tienden a ser insolubles en agua, tienen poca toxicidad oral. Sin embargo, las sales de germanio sintéticos son solubles compuestos de germanio químicamente reactivos nefrotóxicos y sintéticos con halógenos y el hidrógeno son irritantes y toxinas.

Historia

En su informe sobre la ley periódica de los elementos químicos, en 1869, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev predijo la existencia de varios desconocidos elementos químicos , incluyendo uno que podría llenar un vacío en la familia de carbono en su Tabla Periódica de los Elementos, situado entre el silicio y el estaño . Debido a su posición en la tabla periódica, Mendeleev llamó ekasilicio (Es), y se estima su peso atómico como aproximadamente 72,0.

A mediados de 1885, en una mina cerca Freiberg, Sajonia, un nuevo mineral fue descubierto y nombrado argyrodite, debido a su alta plata contenido. El químico Clemens Winkler analizó este nuevo mineral, que resultó ser una combinación de plata, azufre, y un nuevo elemento. Winkler fue capaz de aislar este nuevo elemento y lo encontró algo similar al antimonio , en 1886. Antes de Winkler publicó sus resultados en el nuevo elemento, que él decidió que iba a nombrar su elemento neptunio, desde el reciente descubrimiento del planeta Neptuno en 1846 había sido precedido por las predicciones matemáticas de su existencia. Sin embargo, el nombre "neptunio" ya se había dado a otro elemento químico propuesto (aunque no el elemento que hoy lleva el nombre de neptunio , que fue descubierto en 1940), así que en vez, Winkler nombrado el nuevo elemento germanio (del latín palabra, Germania, de Alemania ) en honor de su patria. Argirodita demostró empíricamente que Ag ₈ GeS _6.

Debido a que este nuevo elemento mostró algunas similitudes con los elementos de arsénico y antimonio, su lugar en la tabla periódica se estaba considerando, pero sus similitudes con predicho elemento "ekasilicio" de Dmitri Mendeleev confirmó que pertenecía a este lugar en la tabla periódica. Con más material de 500 kg de mineral desde las minas de Sajonia, Winkler confirmó las propiedades químicas del elemento nuevo en 1887. Él también determinaron un peso atómico de 72,32 analizando tetracloruro de germanio puro _(GeCl4), mientras que Lecoq de Boisbaudran deduce 72,3 por una comparación de las líneas en la chispa espectro del elemento.

Winkler fue capaz de preparar varios nuevos compuestos de germanio, incluyendo sus fluoruros, cloruros, sulfuros, dióxido de germanio, y tetraethylgermane (Ge (C ₂ H _{5) 4),} la primera organogermane. Los datos físicos de estos compuestos - que correspondían bien con las predicciones de Mendeleev - hicieron el descubrimiento de una importante confirmación de la idea de Mendeleev de elemento de periodicidad . Aquí es una comparación entre la predicción y los datos de Winkler:

Hasta finales de la década de 1930, se pensaba que el germanio a ser un metal mal conductor. Germanio no llegó a ser económicamente significativa hasta después de 1945, cuando sus propiedades como un semiconductor fueron reconocidos por ser muy útil en la electrónica . Sin embargo, durante la Segunda Guerra Mundial , las pequeñas cantidades de germanio habían comenzado a utilizarse en algunos especiales dispositivos electrónicos , en su mayoría diodos. Su uso principal fue el punto de contacto Diodos Schottky de radar de detección de pulso durante la guerra. La primera aleaciones de silicio-germanio se obtuvieron en 1955. Antes de 1945, sólo unos pocos cientos de kilogramos de germanio fueron producidos en las fundiciones de cada año, pero a finales de la década de 1950, la producción anual de todo el mundo habían alcanzado 40 toneladas métricas.

El desarrollo del germanio transistor en 1948 abrió la puerta a un sinnúmero de aplicaciones de electrónica de estado sólido. Desde 1950 hasta principios de 1970, esta área proporciona un mercado creciente para el germanio, pero luego de silicio de alta pureza comenzó a reemplazar el germanio en transistores, diodos, y rectificadores. Por ejemplo, la empresa que se convirtió en Fairchild Semiconductor fue fundada en 1957 con el propósito expreso de producir transistores de silicio. El silicio tiene propiedades eléctricas superiores, pero requiere mucho más alta pureza, y esta pureza no se puede lograr comercialmente en los primeros años de la electrónica de semiconductores.

Mientras tanto, la demanda de germanio para su uso en fibra óptica redes de comunicación, infrarrojos sistemas de visión nocturna, y polimerización catalizadores aumentaron dramáticamente. Estos usos finales representaron el 85% del consumo de germanio en todo el mundo en 2000. El gobierno de Estados Unidos germanio incluso designado como un material estratégico y crítico, llamando a un 146 ton (132 t de alimentación) en la reserva nacional de defensa en 1987.

Germanio difiere de silicio en que el suministro para el germanio está limitada por la disponibilidad de fuentes explotables, mientras que el suministro de silicio sólo está limitado por la capacidad de producción ya que proviene de la arena de silicio ordinario o de cuarzo . Como resultado, mientras que el silicio podría ser comprado en 1998 por menos de $ 10 por kg, el precio de 1 kg de germanio era entonces casi $ 800.

Características

Bajo condiciones estándar de germanio es un plateado-blanco, elemento semi-metálico frágil. Esta forma constituye un alótropo técnicamente conocido como α-germanio, que tiene un lustre metálico y una diamante estructura cristalina cúbica, el mismo que el diamante . A presiones superiores a 120 kbar, un alótropo diferente conocido como formas β-germanio, que tiene la misma estructura que β- estaño . Junto con silicio, galio , bismuto , antimonio , y agua , es una de las pocas sustancias que se expande a medida que se solidifica (es decir, congela) desde su estado fundido.

El germanio es un semiconductor . Técnicas de refinación Zona han dado lugar a la producción de germanio cristalino para semiconductores que tiene una impureza de sólo una parte en 10 ^10, por lo que es uno de los materiales más puros jamás obtenidas. El primer material metálico descubierto (en 2005) para convertirse en un superconductor en presencia de un extremadamente fuerte campo electromagnético era una aleación de germanio con el uranio y el rodio.

Germanio puro se conoce para extruir de forma espontánea muy largo dislocaciones de tornillo. Son una de las principales razones para el fracaso de diodos y transistores mayores hechos de germanio; dependiendo de lo que finalmente se tocan, que pueden conducir a una cortocircuito eléctrico.

Química

Germanio Elemental oxida lentamente a _GeO2 a 250 ° C. El germanio es insoluble en ácidos diluidos y álcalis pero se disuelve lentamente en concentrado de ácido sulfúrico y reacciona violentamente con álcalis fundidos para producir germanatos ([GEO _3] ^2-). Germanio se produce principalmente en el estado de oxidación +4 aunque muchos compuestos son conocidos con el estado de oxidación de +2. Otros estados de oxidación son raros, tales como 3 que se encuentra en compuestos tales como Ge ₂ Cl _6, y 3 y 1 observado en la superficie de óxidos, o estados de oxidación negativos en germanos, como -4 en _GeH4. Aniones racimo Germanio ( Iones Zintl) tales como Ge ₄ ^{2-, 4-} ₉ Ge, Ge ₉ ^2-, [(Ge _{9) 2]} ^6- han sido preparados por la extracción a partir de aleaciones que contienen metales alcalinos y de germanio en amoniaco líquido en presencia de etilendiamina o una criptando. Los estados de oxidación del elemento en estos iones no son números enteros-similares a la ozónidos O ₃ ^-.

Dos óxidos de germanio son conocidos: dióxido de germanio _(GeO2, Germania) y monóxido de germanio, (GEO). El dióxido de, GeO ₂ se puede conseguir por tostado germanio disulfuro (GES _2), y es un polvo blanco que es sólo ligeramente soluble en agua, pero reacciona con álcalis para formar germanatos. El monóxido de carbono, óxido de germanous, puede obtenerse por la reacción a alta temperatura de GeO ₂ con Ge metal. El dióxido de (y los óxidos y germanatos relacionados) exhibe la propiedad inusual de tener un alto índice de refracción de la luz visible, pero la transparencia de luz infrarroja. Bismuto germanate, Bi ₄ Ge ₃ O _12, (BGO) se utiliza como una centelleador.

Los compuestos binarios con otra calcógenos son también conocidos, tales como el di sulfuro (GES _2), di seleniuro (GeSe _2), y la monosulfuro (GES), seleniuro (GeSe), y teluro (GeTe). GeS ₂ se forma como un precipitado blanco cuando el sulfuro de hidrógeno se hace pasar a través de soluciones fuertemente ácidas que contienen Ge (IV). El disulfuro es apreciablemente soluble en agua y en soluciones de álcalis o alcalinas cáusticas de sulfuros. Sin embargo, no es soluble en agua ácida, lo que permitió Winkler para descubrir el elemento. Al calentar el disulfuro en una corriente de hidrógeno , se forma el monosulfuro (GES), que se sublima en placas delgadas de un color y brillo metálico oscuro, y es soluble en soluciones de los álcalis cáusticos. Tras la fusión con carbonatos alcalinos y azufre , compuestos de germanio forman sales conocidas como thiogermanates.

Germane es similar a metano .

Cuatro tetra Se conocen haluros. En condiciones normales IEG ₄ es un sólido, GEF ₄ un gas y los otros líquidos volátiles. Por ejemplo, tetracloruro de germanio, GECL _4, se obtiene como un incoloro fumante líquido a ebullición 83,1 ° C calentando el metal con cloro. Todos los tetrahaluros se hidrolizan fácilmente a dióxido de germanio hidratado. GECL ₄ se utiliza en la producción de compuestos de organogermanio. Todos los cuatro dihaluros son conocidos y en contraste con los tetrahaluros son sólidos poliméricos. Además Ge ₂ Cl ₆ y algunos compuestos más altos de fórmula Ge _n Cl _{2 n 2} son conocidos. El compuesto inusual Ge ₆ Cl ₁₆ ha sido preparado que contiene la unidad de Ge ₅ Cl ₁₂ con una estructura neopentano.

Germane (GEH ₄₎ es un compuesto similar en estructura a metano . Poligermanos compuestos que son similares a los alcanos fórmula -con Ge _n H _{n 2 2} que contiene hasta cinco átomos de germanio son conocidas. Los germanos son menos volátiles y menos reactivo que sus análogos de silicio correspondientes. _GeH4 reacciona con los metales alcalinos en amoníaco líquido para formar MGeH cristalino blanco ₃ que contiene el GEH ₃ ^- aniones . Los hidrohaluros germanio con uno, dos y tres átomos de halógeno son líquidos reactivos incoloros.

Adición nucleófila con un compuesto de organogermanio.

La primera compuesto organogermanio fue sintetizado por Winkler en 1887; la reacción de tetracloruro de germanio con dietilzinc cedido tetraethylgermane (Ge (C ₂ H _{5) 4).} Organogermanos del tipo R ₄ Ge (donde R es un alquilo ), tales como tetramethylgermane (Ge (CH _{3 4))} y tetraethylgermane se accede a través del precursor de germanio barato disponible tetracloruro de germanio y nucleófilos de alquilo. Hidruros germanio orgánico como isobutylgermane ((CH _{3) 2} CHCH ₂ GEH ₃₎ resultaron ser menos peligroso y puede ser utilizado como un sustituto líquido para tóxica gas pertinente en semiconductores aplicaciones. Muchos de germanio intermediarios reactivos son conocidos: germilo los radicales libres, germylenes (similares a carbenos) y germynes (similares a carbinos). El compuesto organogermanio 2-carboxyethylgermasesquioxane se informó por primera vez en la década de 1970, y por un tiempo fue utilizado como un suplemento dietético y se cree que posiblemente tienen cualidades antitumorales.

Isótopos

El germanio tiene cinco naturales isótopos , 70 Ge, Ge 72, 73 Ge, Ge 74, 76 Ge. De estos, 76 Ge es muy ligeramente radiactivo, en descomposición por decaimiento beta doble con una vida media de 1,78 × 10 ²¹ años. 74 Ge es el isótopo más común, que tiene una abundancia natural de aproximadamente 36%. 76 Ge es el menos común con una abundancia natural de aproximadamente 7%. Cuando bombardeado con partículas alfa, el isótopo 72 Ge generará estable 77 Se, liberando electrones de alta energía en el proceso. Debido a esto, se utiliza en combinación con el radón para baterías nucleares.

Al menos 27 radioisótopos también se han sintetizado que van de masa atómica de 58 a 89. El más estable de éstos es de 68 Ge, por descomposición captura de electrones con una vida media de 270,95 d. El menos estable es 60 Ge con una vida media de 30 sra. Si bien la mayoría de los radioisótopos decadencia de germanio por desintegración beta, 61 y 64 Ge Ge decadencia por β + retardada emisión de protones. 84 Ge a través de 87 isótopos GE también exhiben menor β - retrasado caminos de desintegración de emisión de neutrones.

Aparición

El germanio se crea a través de nucleosíntesis estelar, sobre todo por la s-proceso en el asintóticas estrellas sucursales gigantes. El s-proceso es un proceso lento de neutrones captura de elementos más ligeros dentro pulsantes gigantes rojas estrellas. El germanio se ha detectado en la atmósfera de Júpiter y en algunas de las estrellas más distantes. Su abundancia en la corteza terrestre es de aproximadamente 1,6 ppm. Hay sólo unos pocos minerales como argirodita, Briartita, germanita, y Renierita que contienen cantidades apreciables de germanio, pero no hay depósitos explotables existen para cualquiera de ellos. Algunos cuerpos de mineral de zinc-cobre-plomo contienen suficiente de germanio que se puede extraer a partir del concentrado de mineral de final. Un proceso de enriquecimiento inusual provoca un alto contenido de germanio en algunas vetas de carbón, que fue descubierto por Victor Moritz Goldschmidt durante una amplia encuesta para depósitos de germanio. La concentración más alta jamás encontró fue en el Las cenizas de carbón Hartley con un máximo de 1,6% de germanio. Los depósitos de carbón cerca Xilinhaote, Mongolia Interior, contener un estimado de 1600 toneladas de germanio.

Producción

Renierita

Acerca de 118 toneladas de germanio se produjo en 2011 en todo el mundo, sobre todo en China (80 t), Rusia (5 t) y Estados Unidos (3 t). Germanio se recupera como un subproducto de esfalerita zinc minerales donde se concentra en cantidades de hasta 0,3%, especialmente de masivas, sedimentos alojados Zn - Pb - Cu (- Ba ) los depósitos y los depósitos de Zn-Pb de carbonato-organizada. Las cifras de las reservas mundiales de Ge no están disponibles, pero en los EE.UU. se estima en 450 toneladas. En 2007 el 35% de la demanda fue recibida por el germanio reciclado.

Mientras que se produce principalmente a partir esfalerita, que se encuentra también en plata , plomo y cobre de minerales. Otra fuente de germanio es cenizas de centrales térmicas de carbón que utilizan carbón de ciertos yacimientos de carbón con una gran concentración de germanio volar. Rusia y China utilizan esto como una fuente para el germanio. Depósitos de Rusia se encuentran en el extremo este del país, en Isla Sakhalin. Las minas de carbón del noreste de Vladivostok también se han utilizado como fuente de germanio. Los depósitos en China se encuentran principalmente en el cerca de las minas de lignito Lincang, Yunnan; minas de carbón cerca Xilinhaote, Mongolia Interior también se utilizan.

Los concentrados de mineral son en su mayoría sulfidic; se convierten a la óxidos por calentamiento en aire, en un proceso conocido como asar:

GeS ₂ + 3 O ₂ → Geo ₂ + 2 _SO2

Parte de la germanio termina en el polvo producido durante este proceso, mientras que el resto se convierte en germanatos que se lixivian junto con el zinc de la escoria por el ácido sulfúrico. Después de la neutralización sólo el zinc permanece en solución y el precipitado contiene el germanio y otros metales. Después de reducir la cantidad de zinc en el precipitado por el proceso Waelz , la que reside óxido Waelz se lixivia un segundo tiempo. La se obtiene como dióxido de precipitado y se convirtieron con cloro gas o ácido clorhídrico para tetracloruro de germanio, que tiene un punto de ebullición bajo y puede ser separado por destilación:

_GeO2 + 4 HCl → _GeCl4 + 2 H ₂ O

_GeO2 + 2 Cl ₂ → _GeCl4 + _O2

Tetracloruro de germanio es ya sea hidrolizado para el óxido de (GEO ₂₎ o purificarse por destilación fraccionada y luego hidrolizada. La alta pureza GeO ₂ es ahora adecuado para la producción de vidrio de germanio. El óxido de germanio puro se reduce por la reacción con hidrógeno para obtener germanio adecuado para la óptica de infrarrojos o industria de los semiconductores:

_GeO2 + 2 H ₂ → Ge + 2 H ₂ O

El germanio para la producción de acero y de otros procesos industriales se reduce normalmente utilizando carbono:

_GeO2 + C → Ge + CO ₂

Aplicaciones

Una fibra óptica monomodo típico. Óxido de germanio es una dopante de la sílice núcleo (artículo 1).
1. Core 8 micras
2. Revestimiento de 125 micras
3. Buffer 250 micras
4. Chaqueta 400 micras

El fin principal utiliza para el germanio en 2007, a nivel mundial, se estima que es: 35% para los de fibra óptica sistemas, el 30% óptica infrarroja, 15% para catalizadores de polimerización, y 15% para la electrónica y las aplicaciones eléctricas solares. El 5% restante fue a otros usos, tales como fósforos, la metalurgia, y la quimioterapia.

Óptica

Las características físicas más notables de Germania _(GeO2) son su alto índice de refracción y su baja dispersión óptica. Esto hace que sea especialmente útil para lentes de cámara de gran angular, microscopia, y para la parte de núcleo de fibras ópticas . También sustituye titania como la sílice dopante para la fibra de sílice, eliminando la necesidad de tratamiento térmico posterior, lo que hizo que las fibras frágiles. A finales de 2002 la industria de la fibra óptica representó el 60% del consumo anual de germanio en los Estados Unidos, pero este uso representa menos del 10% del consumo mundial. GeSbTe es una material de cambio de fase utiliza por sus propiedades ópticas, tales como en DVDs regrabables.

Debido a que el germanio es transparente en el infrarrojo es una muy importante material óptico de infrarrojos, que puede ser cortado y pulido en lentes y ventanas fácilmente. Se utiliza especialmente como la óptica frontal en cámaras de imagen térmica que trabajan en el 8 al 14 micrón rango de longitud de onda para la termografía pasiva y para la detección de puntos calientes en servicios militares, sistema de visión nocturna en los coches, y extinción de incendios aplicaciones. Por lo tanto, se utiliza en el infrarrojo espectroscopios y otros equipos ópticos que requieren extremadamente sensible detectores de infrarrojos. El material tiene un muy alto índice de refracción (4.0) y así tiene que ser anti-reflexión revestido. En particular, un recubrimiento antirreflectante muy duro especial de carbono tipo diamante (DLC), índice de refracción 2.0, es un buen partido y produce una superficie dura como el diamante que puede soportar mucho trato duro ambiental.

Electrónica

Aleaciones de silicio-germanio están convirtiendo rápidamente en un material semiconductor importante, para su uso en circuitos integrados de alta velocidad. Circuitos que utilizan las propiedades de uniones Si-SiGe pueden ser mucho más rápido que los que utilizan silicio solo. Silicio-germanio está empezando a reemplazar arseniuro de galio (GaAs) en dispositivos de comunicación inalámbricos. Los chips SiGe, con propiedades de alta velocidad, se pueden hacer con las técnicas de producción de bajo costo, bien establecidos del chip de silicio de la industria.

El reciente aumento en el costo de la energía ha mejorado la economía de paneles solares, un potencial nuevo uso importante de germanio. El germanio es el sustrato de las obleas de alta eficiencia células fotovoltaicas multiunión para aplicaciones espaciales.

Debido a que el germanio y arseniuro de galio han constantes reticulares muy similares, sustratos de germanio puede ser utilizado para hacer el arseniuro de galio células solares. Los Mars Exploration Rovers y varios satélites triple uso de arseniuro de galio de unión en las células de germanio.

Sustratos de germanio sobre aislante son vistos como un posible sustituto para el silicio en los chips miniaturizados. Otros usos de la electrónica incluyen fósforos en lámparas fluorescentes, y germanio-base de estado sólido diodos emisores de luz (LED). Transistores de germanio se siguen utilizando en algunos pedales de efectos de músicos que deseen reproducir el carácter tonal distintivo de la "Pelusa" -tone de principios era del rock and roll, sobre todo la Dallas Arbiter Fuzz Face.

Otros usos

La PET botella

Dióxido de germanio también se utiliza en catalizadores para polimerización en la producción de tereftalato de polietileno (PET). El alto brillo del poliéster producido se utiliza especialmente para las botellas de PET que se comercializan en Japón . Sin embargo, en los Estados Unidos, no germanio se utiliza para catalizadores de polimerización. Debido a la similitud entre la sílice _(SiO2) y dióxido de germanio _(GeO2), la fase estacionaria de sílice en algunos columnas de cromatografía de gas pueden ser reemplazados por _GeO2.

En los últimos años germanio ha visto el aumento de su uso en aleaciones de metales preciosos. En aleaciones de plata de ley, por ejemplo, se ha encontrado para reducir firescale, aumentar empañar la resistencia, y aumentar la respuesta de la aleación al endurecimiento por precipitación. Una aleación de plata de ley-deslustre prueba, marca registrada Argentium, requiere 1,2% de germanio.

Detectores de un solo cristal de germanio de alta pureza pueden identificar con precisión las fuentes de radiación-ejemplo en la seguridad del aeropuerto. El germanio es útil para monocromadores para líneas de luz utilizado en solo cristal dispersión de neutrones y difracción de rayos X de sincrotrón. La reflectividad tiene ventajas sobre silicio en neutrón y aplicaciones de rayos X de alta energía. Los cristales de germanio de alta pureza se utilizan en detectores para espectroscopia gamma y la búsqueda de la materia oscura .

Los suplementos dietéticos, desarrollo farmacéutico, y peligro para la salud

Germanio no se piensa que es esencial para la salud de plantas o animales. Germanio en el medio ambiente tiene impacto en la salud poco o nada. Esto es principalmente porque normalmente se produce sólo como un elemento traza en minerales y materiales carbonosos, y se utiliza en cantidades muy pequeñas que no son propensos a ser ingeridos, en sus diversas aplicaciones industriales y electrónicos. Por razones similares, el germanio en usos finales tiene poco impacto en el medio ambiente como un peligro biológico. Algunos compuestos intermedios reactivos de germanio son venenosas (ver precauciones, a continuación).

Ya en 1922, los médicos en los Estados Unidos utilizan la forma inorgánica de germanio (generalmente el sesquióxido) para el tratamiento de pacientes con anemia . Fue utilizado en otras formas de tratamientos, tales como un refuerzo supuesta sistema inmunológico, pero su eficacia ha sido dudosa. Su papel en la tratamientos para el cáncer se ha debatido, con la Sociedad Americana del Cáncer sosteniendo que no hay efectos anticancerígenos se han demostrado. Investigación de los EE.UU. Food and Drug Administration ha concluido que el germanio, cuando se utiliza como suplemento nutricional ", presenta el potencial humano peligro para la salud ".

Ciertos compuestos de germanio están disponibles en dosis bajas en los EE.UU. como sin prescripción dietética "suplementos" en cápsulas orales o comprimidos. Otros compuestos de germanio han sido administrados por los médicos alternativos como soluciones inyectables permitido la no-FDA. Formas inorgánicas solubles de germanio utilizados en un principio sobre todo la sal, citrato-lactato, condujeron a una serie de casos de renal disfunción, esteatosis hepática y periférica neuropatía en individuos que usan ellos sobre una base crónica. Las concentraciones en plasma y orina de germanio en estos individuos, varios de los cuales murieron, fueron varios órdenes de magnitud mayores que niveles endógenos. Una forma orgánica más reciente, sesquióxido beta-CarboxyethylGermanium ( propagermanio), no ha mostrado el mismo espectro de efectos tóxicos.

Ciertos compuestos de germanio tienen baja toxicidad para los mamíferos , pero tienen efectos tóxicos contra ciertas bacterias . Sin embargo, ningún compuesto de germanio ha demostrado todavía un uso farmacéutico, ya sea como un antibacteriano o cáncer agente quimioterapéutico.

Precauciones para compuestos de germanio químicamente reactivos

Algunos de los compuestos de germanio son bastante reactivos y presentan un riesgo inmediato para la salud humana de la exposición. Por ejemplo, cloruro de germanio y pertinente _(GeH4) son un líquido y gas, respectivamente, que puede ser muy irritante para los ojos, la piel, los pulmones y la garganta.