锗是导体还是半导体？为什么？

固体按照导电类型划分为导体，绝缘体和半导体；通俗地讲，半导体是这样一种物质，其导电能力处于导体和绝缘体之间。锗就是这样的物质，所以锗是半导体。另外锗还是人们最早研究的半导体之一，所谓的第一代半导体。而现在硅是主要的半导体材料，广泛用于集成电路和半导体器件中

金属元素锗(Ge)，是德国化学家文克勒尔在1886年用光谱分析法首先发现的。由于科学技术水平的限制，人们长期不知道这种又脆又硬的浅灰色金属究竟有什么作用。40多年以后，人们才发现锗具有优异的半导体性能，可以用来制造晶体管，代替电子管使用。从此，锗开始进入电子工业及其他行业，发挥自已的作用。

锗的比重为5.36， 熔点为958℃，沸点为2700℃。锗的化学性质非常稳定，很难与酸起反应，在空气中也不会被氧化，但在熔融状态下，极易与碱发生反应。粉末状的锗呈暗蓝色，结晶状的锗为银白色脆金属。锗的导电性比一般金属要差，比—般非金属材料要强，因此在物理学上称为“半导体”。人们日常使用的半导体收音机，其主要元件晶体管大多是用半导体锗制做的。锗晶体管与电子管相比。具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点，除了用于半导体收音机以外，还广泛用于电视、电脑、电子通信、飞行器和各种自动化装置等。近年来锗还被用于制造太阳能电池，太阳光照射到经过特殊处理的锗半导体上，能够不断地产生电能，光照越强，产生的电能越大。锗的化合物可用于制造荧光板及各种高折射率的玻璃。

锗在自然界分布很散、很广，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。含锗的矿物主要有锗石、硫银锗矿、硫锗铁铜矿等。但是，这类矿物很少，不是堵的主要来源。后来人们发现，在烟道灰中竟然含有很多的锗。原来，在煤中含有锗，煤在燃烧时大部分锗的化合物受热蒸发，与烟灰一起出来，进到烟道后，温度降低，便冷凝在烟道灰中。据测定，烟道灰中含锗量可达0.1％，有的甚至高达2%，比煤中含锗量高100~2000倍。从烟道灰或矿物中提取的锗，通常是氧化锗或硫化锗。用氢、碳或镁还原，可得到锗的金属粉末，再用1000℃的高温加热，才能熔铸成金属锗锭。用于制造半导体的锗必须非常纯净，通常采用“区域熔炼”冶金法来提取。

锗的提取方法是首先将锗的富集物用浓盐酸氯化，制取四氯化锗，再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷，然后经石英塔两次精馏提纯，再经高纯盐酸洗涤，可得到高纯四氯化锗，用高纯水使四氯化锗水解，得到高纯二氧化锗。一些杂质会进入水解母液，所以水解过程也是提纯过程。纯二氧化锗经烘干煅烧，在还原炉的石英管内用氢气于650-680℃还原得到金属锗。半导体工业用的高纯锗（杂质少于1/1010）可以用区域熔炼技术获得。4HCl+GeO2→GeCl4+2H2OGeCl4+(n+2)H2O→GeO2·nH2O+4HClGeO2+2H2→Ge+2H2O锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中，锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。锗在元素周期表上的位置正好夹在金属与非金属之间，因此具有许多类似于非金属的性质，这在化学上称为“半金属”，外层电子排布为4s²4p²。但它的化学性质类似于临近族的元素，尤其是砷和锑。化学上或毒物学上重要的锗化合物很少。锗的二氧化物，一种微溶于水的白色粉末，形成锗酸，这类似于硅酸。四氯化锗是一种不稳定的液体，四氟化锗是一种气体，它们很容易在水中水解。氢化锗（锗烷）是一种相对稳定的气体。有机锗化合物，烷基可以替换个多个Ge原子，和锡、汞、砷等类似，但毒性小的多。锗元素及其二氧化物毒性不强，四卤化锗是刺激性的，氢化锗毒性最强。锗不溶于稀酸及碱，但溶于浓硫酸。

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