Reja Galliy Germaniya Mishyak

Asosiy xususiyatlari
Rasmiy ravishda, yarimo'tkazgich 1 sm uchun mingdan millionlab ohmgacha bo'lgan qarshilikka ega bo'lgan moddadir.
"From" va "to" ramkalari juda keng, ammo bu diapazonda germaniyning o'rni juda aniq. 18 ° C haroratda bir santimetr kubik sof germaniyning qarshiligi 72 ohmni tashkil qiladi. 19 ° S haroratda bir xil kubning qarshiligi 68 ohmga tushadi. Bu odatda yarimo'tkazgichlarga xosdir - haroratning engil o'zgarishi bilan elektr qarshiligining sezilarli o'zgarishi. Harorat ko'tarilgach, qarshilik odatda pasayadi. Nurlanish ta'sirida ham, mexanik deformatsiyalar paytida ham sezilarli darajada o'zgaradi.
E'tiborli tomoni shundaki, germaniyning (aytmoqchi, boshqa yarimo'tkazgichlar kabi) nafaqat tashqi ta'sirlarga nisbatan sezgirligi. Germaniyning xususiyatlariga hatto ahamiyatsiz miqdordagi aralashmalar ham kuchli ta'sir ko'rsatadi. Nopoklarning kimyoviy tabiati ham muhim emas.
V guruh elementining qo'shilishi elektron turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yarim o'tkazgichni olish imkonini beradi. GESlar shunday tayyorlanadi (surma bilan qotishma elektron germaniy). III guruh elementini qo'shish orqali biz unda o'tkazuvchanlikning teshik turini yaratamiz (ko'pincha bu GDH - galliy bilan qo'shilgan teshik germaniy).
Eslatib o'tamiz, "teshiklar" boshqa energiya darajasiga o'tgan elektronlar tomonidan bo'shatilgan joylardir. Muhojirdan bo‘shatilgan “kvartira”ni darhol qo‘shnisi egallashi mumkin, lekin uning ham o‘z kvartirasi bo‘lgan. Ko'chirishlar birin-ketin amalga oshiriladi va teshik harakatlanadi.
Elektron va teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan maydonlarning kombinatsiyasi eng muhim yarimo'tkazgich qurilmalari - diodlar va tranzistorlar asosini tashkil etdi.
Misol uchun, indiyni HES plastinkasiga birlashtirib, teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan hududni yaratib, biz rektifikator qurilma - diodni olamiz. U elektr tokini asosan bir yo'nalishda - teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan joydan elektronga o'tkazadi. GES plitasining ikkala tomonida indiyni eritib, biz bu plitani tranzistor asosiga aylantiramiz.
Dunyodagi birinchi germaniy tranzistori 1948 yilda yaratilgan va 20 yildan keyin yuz millionlab bunday qurilmalar ishlab chiqarilgan.
Germaniy diodlar va triodlar radio qabul qiluvchilar va televizorlarda, hisoblash asboblarida va turli o'lchash asboblarida keng qo'llanilgan.
Germaniy zamonaviy texnologiyaning boshqa muhim sohalarida ham qo'llaniladi: past haroratlarni o'lchash, infraqizil nurlanishni aniqlash va boshqalar.
Bu joylarning barchasi juda yuqori tozalikdagi germaniyni talab qiladi - fizik va kimyoviy. Kimyoviy tozaligi shundayki, zararli aralashmalar miqdori foizning o'n milliondan bir qismidan (10-7) oshmaydi. Jismoniy tozalik - kristal tuzilishidagi dislokatsiyalar, buzilishlarning minimal darajasi. Bunga erishish uchun bitta kristalli germaniy yetishtiriladi: butun ingot bitta kristaldir.
Yer qobig'ida germaniy juda kam emas - uning massasining 7 x 10-4%. Bu qo'rg'oshin, kumush, volframdan ko'proq. Germaniy Quyoshda va meteoritlarda uchraydi. Germaniya barcha mamlakatlar hududida mavjud. Ammo germaniy minerallarining sanoat konlari, aftidan, sanoatlashgan mamlakatga ega emas. Germaniy juda tarqalgan. Ushbu element 1% dan ortiq bo'lgan minerallar - argirodit, germanit, ultramafik va boshqalar, shu jumladan renierit, shtotit, konfieldit va plumbogermanit faqat so'nggi o'n yilliklarda topilgan - juda kam uchraydi. Ular dunyoning ushbu muhim elementga bo'lgan ehtiyojini qoplay olmaydi.
Va quruqlikdagi germaniyning asosiy qismi boshqa elementlarning minerallarida, ko'mirda, tabiiy suvlarda, tuproqda va tirik organizmlarda tarqalgan. Ko'mirda, masalan, germaniyning tarkibi foizning o'ndan biriga yetishi mumkin. Balki, lekin har doim ham yetib boravermaydi. Antrasitda, masalan, u deyarli yo'q ... Bir so'z bilan aytganda, germaniy hamma joyda va hech qanday joyda yo'q.
Shuning uchun germaniyni konsentratsiyalash usullari juda murakkab va xilma-xildir. Ular, birinchi navbatda, xom ashyo turiga va undagi ushbu elementning tarkibiga bog'liq.
Akademik Nikolay Petrovich Sajin SSSRda germaniy muammosini har tomonlama o'rganish va hal qilish bo'limiga rahbarlik qilgan. Sovet yarimo'tkazgich sanoati qanday paydo bo'lganligi uning ushbu atoqli olim va fan tashkilotchisi vafotidan bir yarim yil oldin "Kimyo va hayot" jurnalida (1967 yil, 9-son) chop etilgan maqolasida tasvirlangan.
Sof germaniy dioksidi mamlakatimizda birinchi marta 1941 yil boshida olindi, undan yorug'likning sindirish ko'rsatkichi juda yuqori bo'lgan germaniy oynasi ishlab chiqarildi. 32-sonli element va uni ishlab chiqarish usullari bo'yicha tadqiqotlar urushdan keyin, 1947 yilda qayta tiklandi. Endi olimlar germaniyga aynan yarimo'tkazgich sifatida qiziqish bildirishdi.
Ushbu elementning tarkibi uchun ko'plab rudalar - qo'rg'oshin, rux, temir, turli xil kimyo sanoati chiqindilari, bir nechta havzalardagi ko'mir tekshirildi. Germaniyni tahlil qilishning sezgir, qulay va qulay usullari talab qilingan va tez orada ular sovet olimi V. A. Nazarenko tomonidan ishlab chiqilgan.
Tahlilning yangi usullari germaniy xom ashyosining yangi manbasini - koks zavodlarining smolali suvlarini aniqlashga yordam berdi. Ularda Germaniya 0,0003% dan ko'p emas, ammo ulardan eman ekstrakti yordamida germaniyni tannid kompleksi shaklida cho'ktirish oson bo'ldi.
Taninning asosiy komponenti glyukoza esteridir

bu erda R - meta-digallik kislota radikali

Bu elementning eritmadagi konsentratsiyasi juda kichik bo'lsa ham, u germaniyni bog'lashga qodir.

Olingan cho'kmadan organik moddalarni yo'q qilib, 45% gacha germaniy dioksidi bo'lgan konsentratni olish oson.
Keyingi o'zgarishlar xom ashyo turiga bog'liq emas. Germaniy vodorod bilan qaytariladi (Vinkler singari), lekin avval germaniy oksidini ko'plab aralashmalardan ajratish kerak. Ushbu muammoni hal qilish uchun germaniy birikmalaridan birining xususiyatlarining muvaffaqiyatli kombinatsiyasi juda foydali bo'lib chiqdi.
Germaniy tetraklorid GeCl4 - past qaynash nuqtasi (83,1 ° C) bo'lgan uchuvchi suyuqlik. Binobarin, uni distillash va rektifikatsiya qilish yo'li bilan tozalash qulay (jarayon o'rash bilan kvarts ustunlarida sodir bo'ladi).
Germaniy tetraklorid konsentrlangan xlorid kislotada deyarli erimaydi. Shuning uchun aralashmalarning xlorid kislota bilan erishi GeCl4 ni tozalash uchun ishlatilishi mumkin.
Tozalangan GeCl4 suv bilan ishlov beriladi, undan deyarli barcha ifloslantiruvchi moddalar ilgari ion almashinadigan qatronlar yordamida olib tashlangan. Istalgan tozalikning belgisi suvning qarshiligini oshirishdir
15-20 million ohm•sm.
Suv ta'sirida germaniy tetrakloridning gidrolizi sodir bo'ladi:
GeCl₄+ 2H₂OGeO₂+ 4HCl.
E'tibor bering, bu germaniy tetraklorid olinadigan "teskari" reaktsiya tenglamasi.
Buning ortidan GeO2 ning tozalangan vodorod bilan kamayishi kuzatiladi:
GeO₂+ 2H₂-Ge+2H₂O.
Chang germaniy olinadi, u qotishma qilinadi va keyin zonali eritish orqali qo'shimcha ravishda tozalanadi. Aytgancha, materiallarni tozalashning ushbu usuli 1952 yilda yarimo'tkazgichli germaniyni tozalash uchun maxsus ishlab chiqilgan.
Germaniyga u yoki bu turdagi o'tkazuvchanlikni (elektron yoki teshik) berish uchun zarur bo'lgan aralashmalar ishlab chiqarishning oxirgi bosqichlarida, ya'ni zonani eritish paytida va bitta kristallni etishtirish jarayonida kiritiladi.