Wichtige Eigenschaften
- Kategorie:
- Halbmetall
- Atommasse:
- 72,630 u
- Elektronenkonfiguration:
- [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
- Schmelzpunkt:
- 938,2 °C (1211,4 K)
- Siedepunkt:
- 2833 °C (3106 K)
- Dichte:
- 5,323 g/cm³
- Oxidationszustand:
- +4
Beschreibung & Entdeckung
Germanium ist ein silberweiß glänzendes, sprödes Halbmetall. Es ist ein **klassischer Halbleiter** und teilt viele Eigenschaften mit Silicium, das direkt darüber im Periodensystem steht. Wie Silicium kristallisiert es in der Diamantstruktur. Germanium kommt in der Natur nur in geringen Konzentrationen vor, meist als Begleiter in Zinkerzen.
Die Existenz eines Elements unterhalb von Silicium wurde bereits 1871 von Dmitri Mendelejew vorhergesagt (er nannte es Eka-Silicium). Entdeckt wurde es 1886 vom deutschen Chemiker Clemens Winkler im Mineral Argyrodit. Er benannte es nach seiner Heimat Deutschland.
Verwendung
Germanium war historisch **entscheidend für die Entwicklung der Halbleitertechnologie**. Der erste Transistor (1947) basierte auf Germanium. Obwohl es heute in der Mikroelektronik weitgehend durch Silicium ersetzt wurde, hat es immer noch wichtige Nischenanwendungen:
- Infrarot-Optik: Germanium ist transparent für Infrarotstrahlung und wird daher für Linsen und Fenster in Wärmebildkameras und Nachtsichtgeräten verwendet.
- Lichtwellenleiter: Germaniumdioxid wird bei der Herstellung von Glasfasern für die Telekommunikation eingesetzt, um den Brechungsindex des Kerns zu erhöhen.
- Hochfrequenzelektronik: Silicium-Germanium-Legierungen (SiGe) ermöglichen schnellere Transistoren als reines Silicium.
- PET-Scanner: Bismutgermanat (BGO) wird als Szintillationsmaterial in Detektoren für die Positronen-Emissions-Tomographie verwendet.