元素符號(hào)Ge，銀灰色脆性金屬，也有人將鍺歸入半金屬，光澤美麗。在元素周期表中屬ⅣA族，原子序數(shù)32，原子量72.59，金剛石型點(diǎn)陣，常見化合價(jià)為+4。鍺是晶體管中首先使用的半導(dǎo)體材料，對(duì)固體物理和固體電子學(xué)的發(fā)展起過重要作用。

1871年俄國人門捷列夫(..)[kg02]根據(jù)周期律預(yù)言自然界存在一種厚子量為72的化學(xué)元素，性質(zhì)和硅相似，稱之為“類硅”1886年德國人溫克勒（C.A.Winkler）在分析硫銀鍺礦時(shí)發(fā)現(xiàn)和分離出這個(gè)元素，并以他的祖國Germany命名。

資源鍺礦物主要有硫銀鍺礦（4AgS·GeS），含鍺6～7％；黑硫銀錫礦[4AgS(Sn，Ge)S]，含鍺1.8％；鍺石（3CuS·FeS·2GeS），含鍺8～9％；硫鍺鐵銅礦(Cu，F(xiàn)e)(Fe，Ge，Zn，Sn)(S，As)，含鍺7.8％；但都很稀少。鍺通常以伴生狀態(tài)存在于閃鋅礦、某些鐵礦及其他硫化礦物中。閃鋅礦含鍺量約為0.01～0.1％。各種煤含鍺在0.001～0.1％之間，低灰分煤（亮煤）中含鍺較多。

鍺是鋅電解時(shí)最有害的雜質(zhì)之一，當(dāng)電解液中含鍺超過0.1毫克／升時(shí)，必須將鍺除去。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的鍺主要是銅、鉛、鋅冶煉的副產(chǎn)品（見重金屬冶金資源的綜合回收）。

70年代末世界上每年生產(chǎn)的鍺約110噸(不包括廢鍺回收)。1980年美國市場本征鍺的價(jià)格約為784美元／公斤。二氧化鍺為487美元／公斤。

中國于1959年開始從含鍺的氧化鉛鋅礦、閃鋅礦和煤灰中回收鍺，并進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。

性質(zhì)和用途鍺具有半導(dǎo)體性質(zhì)。在高純金屬鍺中摻入三價(jià)元素如銦、鎵、硼等，得到p型鍺；摻入五價(jià)元素如銻、砷、磷等，得到n型鍺。鍺的禁帶寬度(300K)0.67電子伏，本征電阻率(27)47歐姆·厘米，電子遷移率3900±100厘米/（伏·秒），空穴遷移率1900±50厘米/（伏·秒），電子擴(kuò)散系數(shù)100厘米/秒，空穴擴(kuò)散系數(shù)48.7厘米/秒。

[金屬鍺的主要物理性質(zhì)]

鍺在電子工業(yè)中的用途，已逐漸被硅代替。但由于鍺的電子和空穴遷移率較硅高，在高速開關(guān)電路方面，鍺比硅的性能好。鍺在紅外器件、γ輻射探測器方面，有新的用途。金屬鍺能通過2～15微米的紅外線，又和玻璃一樣易被拋光，能有效地抵制大氣的腐蝕，可用以制造紅外窗口、三棱鏡和紅外光學(xué)透鏡材料。鍺酸鉍用于閃爍體輻射探測器。鍺還同鈮形成化合物，用作超導(dǎo)材料二氧化鍺是聚合反應(yīng)的催化劑用二氧化鍺制造的玻璃有較高的折射率和色散性能，可用于廣角照相機(jī)和顯微鏡鏡頭；GeO－TiO－PO類型的玻璃有良好的紅外性能，在空間技術(shù)上，可用來保護(hù)超靈敏的紅外探測器。

富集回收鍺的制取第一步是從重有色金屬冶煉過程回收鍺的富集物。以煉鋅為例:在火法煉鋅過程中，鋅精礦首先經(jīng)過氧化焙燒，然后加入還原劑和氯入鈉，在燒結(jié)機(jī)上燒結(jié)焙燒，鍺以氯化物或氧化物形態(tài)揮發(fā)進(jìn)入煙塵。如不采用氯化燒結(jié)措施，鍺將富集于最后鋅蒸餾的殘留物中（見氯化冶金）。在濕法煉鋅過程中，如鋅精礦含鍺不高時(shí)，大部分鍺在硫酸浸出渣中，小部分鍺進(jìn)入溶液。在鋅溶液凈化過程中，由于鍺的親鐵性質(zhì)，氫氧化鐵沉淀時(shí)吸附鍺，鍺進(jìn)入鐵渣。鋅溶液用鋅粉置換鎘時(shí)，殘留的鍺和鎘同時(shí)為鋅粉所置換。如將浸出渣熔化，然后用煙化爐揮發(fā)鉛、鋅，則鍺以一氧化鍺狀態(tài)揮發(fā)，富集于煙塵中。煙化爐可用來處理含鍺的氧化鉛、鋅礦。將氧化礦在鼓風(fēng)爐內(nèi)熔煉，再用煙化爐處理爐渣揮發(fā)鍺，揮發(fā)率大于90％。現(xiàn)代煉鋅多用濕法，在處理含鍺較高的硫化鋅精礦（含鍺100～150克／噸）時(shí)，首先使鍺富集于浸出渣中，用煙化爐處理，煙塵含鍺0.1％，用酸浸出，溶液凈化后，加丹寧（CHO）沉淀，沉淀物中含鍺3～5％；經(jīng)烘干、煅燒，得到含鍺15～20％的鍺灰，作為提鍺原料。

高純鍺單晶的制備首先將富集物用濃鹽酸氯化，制取四氯化鍺，再用鹽酸溶劑萃取法除去主要的雜質(zhì)砷，然后經(jīng)石英塔兩次精餾提純，四氯化鍺(GeCl)的含砷量可降至1ppm以下，再經(jīng)高純鹽酸洗滌，可得高純四氯化鍺。用高純水使四氯化鍺水解，得高純二氧化鍺(GeO)。一些雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入水解母液，所以水解過程也是提純過程。純二氧化鍺經(jīng)烘干煅燒，在還原爐的石英管內(nèi)用氫氣于650～680還原得到金屬鍺。還原終結(jié)時(shí)可逐漸升溫至1000～1100，使鍺熔化，將石墨舟從還原爐中緩緩拉出，控制溫度，把雜質(zhì)驅(qū)至尾端，這種方法稱為定向結(jié)晶法。切去鍺錠的尾端，其余部分的純度大大提高，電阻率可達(dá)20歐姆·厘米以上（見晶體培育）。

半導(dǎo)體器件所需的鍺，純度通常以電阻率表示，規(guī)定在20時(shí)在錠底部表面測出的電阻率應(yīng)為30～50歐姆·厘米，其雜質(zhì)總含量為10～10％，必須采用區(qū)域熔煉提純法進(jìn)一步提純。

鍺單晶的制備方法有兩種：一種是直拉法，另一種是區(qū)熔勻平法。①直拉法是將鍺錠置于坩堝中熔化，然后用一固定在拉桿上的鍺晶體作籽晶，垂直浸入溫度略高于熔點(diǎn)的熔融鍺中，以一定的速度從熔體向上拉出，熔融鍺便按籽晶的結(jié)晶方向凝固。通過控制拉速、坩堝和籽晶轉(zhuǎn)速等措施，以及自動(dòng)控制爐溫和單晶直徑等技術(shù)，可以制成n型電阻率為0.003～40歐姆·厘米、p型電阻率為0.002～40歐姆·厘米位錯(cuò)密度為500～3000厘米、直徑為20～300毫米的鍺單晶。②區(qū)熔勻平法所用的爐子為水平式石英管加熱爐，能生產(chǎn)電阻率均勻的鍺單晶，電阻率的徑向均勻度為±3％，縱向均勻度為±7％，位錯(cuò)密度為10厘米，單晶截面為5～12厘米。

紅外器件所用鍺單晶為n型，電阻率5～40歐姆·厘米，單晶直徑可達(dá)300毫米，多晶直徑可達(dá)600毫米。探測器級(jí)鍺單晶用于制作鋰漂移探測器和高純鍺探測器。后者要求鍺單晶的凈雜質(zhì)含量更低（＜10(原子／厘米）。鍺單晶的性能用型號(hào)、電阻率均勻性、位錯(cuò)密度、少數(shù)載流子壽命和載流子濃度等指標(biāo)來表示。

廢鍺回收從鍺加工廢料中回收鍺很重要。自冶煉到制成鍺晶體管整個(gè)過程，特別是區(qū)熔提純、拉制單晶、切片、磨片和拋光鍺片的加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含鍺廢料。這些廢料的含鍺量為：切割粉60～70％，碎片80～90％，濾紙20％，腐蝕液2～10％。從廢料中回收鍺的方法很多，主要有：①用氯氣在石英容器內(nèi)使鍺氯化成四氯化鍺，然后蒸餾回收；②用新鮮的NaOCl于80處理鍺殘?jiān)涉N酸鈉(NaGeO)，然后加入氫氧化銨，生成鍺的沉淀物(NaO)(NH)GeO，[kg02]回到四氯化鍺生產(chǎn)流程。在處理含氫氟酸的腐蝕液時(shí)，加入氫氧化銨，可生成氟化銨和鍺酸銨[kg02](NH)GeO沉淀。在四氯化鍺水解過程中產(chǎn)生的水解液和洗滌液中含有少量(約6～7克/升)的鍺，回收的方法是用硫酸鎂和氫氧化銨使鍺沉淀為正鍺酸鎂（見超純金屬）。