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首先要,锗和硅都具有金刚石型结构,其中每个原子被占据四面体角点的四个相邻原子包围,并由共价键合的电子配对键结合。金刚石结构被认为是两个相互贯穿的面心立方晶格,其中一个晶格与另一个晶格相距主体对角线的四分之一。从这种布置中经历的振动模式包括一个子晶格相对于另一个子晶格的位移,从而产生位移,因此产生完全相反的极化和 180° 异相,不会产生最终极化,因此不会产生耦合机制入射辐射。这是 IV 族元素中不发生 Reststrahl 型吸收的主要原因,特别是因为没有偶极矩(单极)与入射辐射耦合。然而,由于每个晶胞有两个原子,因此声子色散曲线仍然存在光学和声学分支以产生多声子吸收。
锗中的多声子吸收分布很复杂,由几种类型的声子振动组成,主要是由于能量从低能光子转移到自由载流子,这伴随着晶体中自由载流子和声子之间的动量转移格子。为了发生吸收,这些过程必须同时一致以保持能量和动量守恒。双声子吸收的机制是其中一种振动模式在原子上感应电荷,而第二种模式同时引起感应电荷的振动,产生二阶电矩并耦合到入射辐射。这个电矩将出现在两个声子频率的总和或差值上,在这些频率上给出离散的吸收带。
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先得浅论今日工业化生产锗的2个主要来源是锌铁矿石和煤。这种由来的奉献随时长而转变,挺大水平上在于发电厂煤碳应用的合理性。前苏联及其今日在俄罗斯和乌克兰的锗的主要来源是来源于俄罗斯东部地区库页岛的煤碳,少许来源于乌克兰的炼焦煤厂。近期,Primorski(俄罗斯东部地区)和克拉斯诺亚尔斯克地域(俄罗斯中间)的别的含锗煤矿业床已经调查中。在中国,来源于蒙古和临沧市的煤碳对中国的锗生产量奉献非常大。
以往,在英国和德国东部地区从煤矿中回收利用了锗。因为粉尘和余烬的易用性,很多锗制造商早已科学研究了从这种烟筒中回收利用锗的概率。但是,这种新项目里的很多新项目都和经济发展及其很多别的重的和不受欢迎的金属材料元素的存有作斗争。现阶段,煤碳在全世界锗供货里的奉献可能在20-30%中间。
中国(全部制造商加起来)能够被认为是锗的关键厂商,但加拿大的TeckCominco是第一大制造商,其锌铁矿石奉献了大概25%的锗市场的需求。
继续讲下段今天工业生产锗的两个主要来源是锌矿石和煤。这些来源的贡献随时间而变化,很大程度上取决于发电站煤炭使用的经济性。前苏联以及今天在俄罗斯和乌克兰的锗的主要来源是来自俄罗斯东部库页岛的煤炭,少量来自乌克兰的炼焦煤厂。最近,Primorski(俄罗斯东部)和克拉斯诺亚尔斯克地区(俄罗斯中部)的其他含锗煤矿床正在调查中。在中国,来自蒙古和临沧的煤炭对中国的锗产量贡献很大。
过去,在英国和德国东部从煤炭中回收了锗。由于烟尘和灰烬的可用性,许多锗生产商已经研究了从这些烟囱中回收锗的可能性。然而,这些项目中的许多项目都与经济以及许多其他重的和不受欢迎的金属元素的存在作斗争。目前,煤炭在全球锗供应中的贡献估计在 20-30% 之间。
中国(所有生产商加起来)可以被认为是锗的主要供应商,但加拿大的 TeckCominco 是第一大生产商,其锌矿石贡献了大约 25% 的锗市场需求。
最末俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫( Dmitri Mendeleev )在他 1869 年关于化学元素周期律的报告中预测了几种未知化学元素的存在,其中一种可以填补位于硅和锡之间的碳族的空白。由于它在元素周期表中的位置,门捷列夫称其为ekasilicon,他估计其原子量为 70(后来为 72)。
1885 年中期,在萨克森州弗赖贝格附近的一个矿场,发现了一种新矿物,因其含银量高而命名为银银矿。化学家Clemens Winkler分析了这种新矿物,证明它是银、硫和一种新元素的组合。温克勒在 1886 年能够分离出这种新元素,并发现它与锑相似。他最初认为新元素是 eka-锑,但很快就确信它是eka-silicon。在温克勒发表他对新元素的研究结果之前,他决定将他的元素命名为镎,因为最近在 1846 年发现了海王星,在此之前同样有过对其存在的数学预测。然而,“镎”这个名称已经被赋予了另一个被提议的化学元素(尽管不是今天名为镎的元素,它是在 1940 年发现的)。因此,温克勒将新元素命名为锗(来自拉丁语Germania,表示德国)以纪念他的祖国。Argyrodite 凭经验证明是 Ag 8 GeS 6。因为这种新元素与砷元素有一些相似之处和锑,它在元素周期表中的适当位置正在考虑中,但它与德米特里门捷列夫预测的元素“ekasilicon”的相似性证实了它在元素周期表中的位置。1887 年,温克勒从萨克森矿山的 500 公斤矿石中获得了进一步的材料,证实了新元素的化学性质。 他还确定了72.32 的原子量分析纯四氯化锗( GeCl4),而Lecoq de Boisbaudran通过比较元素火花光谱中的线推断出 72.3。
直到 1930 年代后期,锗一直被认为是一种导电性较差的金属。直到 1945 年,当它作为电子半导体的特性得到认可时,锗才具有经济意义。二战期间,少量锗被用于一些特殊的电子设备,主要是二极管。第一个主要用途是在战争期间用于雷达脉冲检测的点接触肖特基二极管。第一个硅锗合金于 1955 年获得。1945年以前,冶炼厂每年只生产几百公斤的锗,但到1950年代末,全球年产量已达到40公吨。
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