锗的晶体类型
神奇的生命元素——锗
们笑他是傻子 。到了 ２ 岁 ， ０ 皇甫谧 竟
种稀有金属。大量 的锗 以分散状态存 在于 便 秘及眼部 的疼痛等 多种障碍 、病症 及不 各种 金属的硅酸盐矿 、硫化物矿 以及 各种 快感祛 除。
类型的煤 中。金属锗可 由二 氧化 锗用碳还 原制得 ， 可以从煤 烟道 中的灰尘 中回收 。 也
研究 。
皇甫谧 的家族 原是东汉 望族 ， 自 六世 祖以来一直在 朝廷 中担 任要职 ， 至其祖 、 父两代家道 中落。 皇甫谧小时
候过继给叔父 ， 迁居新安（ 含河南渑池
金 属 的半 导体 功能可使 人 的体温 升高 ， 从
锗的存在和性质 而 促进 血液循 环 、 减轻疲 劳 、 除肿痛 、 消 调 排除体 内毒 素 、 抵抗 外来射 线 、 预 锗， 元素符号为 Ｇ 。１ ８ ， 国化学 整 血压 、 ｅ ８ ６年 德 防癌症 、 衰 老 、 轻疲 劳 、 抗 减 自律 神经 失调 家 温 克 勒 尔 从 一 种 硫 银 锗 矿 中 分 离 出 了
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ｌｌ 。 Ｉ宦 挚 ｌ 蹦 编 ｉ 鼍Ｈ 副 啪 ｌ ｌ 。 ， 纲８ 舞 捐 ｌ 。 ｊ 瞬 瞎 刚 簸 《 ＇
＿ － ， ５ 年 晋代 医学家皇甫谧 ，
神芍的 命元素
。李晓 明
微量 元素锗 以其独 特 的化 学结 构 ， 表 现出了一些奇特 的物理 、 化学 和生 物特 性。
衰老是不可抗拒 的 ， 但延 缓衰老 、 争取
锗为银灰色晶体 ， 温下的金属锗质脆 ， 室 有 长寿则是可 以做 到的。有机锗可 调节免疫 明显的非金属性质 。高纯单 晶锗 是制造晶 功能 ， 高细 胞的供 氧能力 ， 提 使细胞 活化 ， 体管和二极管 的半导体材料 ，掺镓 的单晶 使老化 的器官组织年 轻化 ， 复身体机能 ， 恢 锗用于制造低温温度计 和辐射热测量计 。
锗_元素周期表
特性拟硅锗
原子质量72 72.59
密度（g/cm3） 5.5 5.35
熔点（℃）高947
颜色灰色灰色
氧化物种类耐火（refractory）二氧化物耐火二氧化物氧化物密度（g/cm3）4.7 4.7
氧化性弱碱弱碱
）氯化物熔点100℃以下86℃ （GeCl
4氯化物密度（g/cm3）1.9 1.9
克莱门斯·温克勒
年份
价格（$/kg）[49]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
GeS2 + 3O2→ GeO2 + 2SO2
在这个过程中，部份锗会进到所产生的灰尘中，而剩下的锗则被转化
GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2Cl2→ GeCl4 + O2
的GeO2适用于制造锗玻璃。
纯二氧化锗与氢反应后被还原成锗，用这种还原方式所得的锗，适用于红外线光学或半导体工业：GeO2 + 4H2→ Ge + 2H2O
GeO2 + C → Ge + CO2
应用[编辑]
图为典型的单模光纤。
氧化锗用于掺杂二氧化硅核心（1号）。
1. 核心 8 µm
2. 包层 125 µm。
半导体硅锗的晶体结构
Ge
Si
硅和锗的共价键结构
第一章 半导体中的 电子状态
+4 +4表示除 去价电子 后的原子
共价键共
用电子对
+4 +4
形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个， 构成稳定结构。
第一章 半导体中的 电子状态
+ 4
+ 4 + 4
共价键有很强的结合力，使原子规 则排列，形成晶体。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。
第一章 半导体中的 电子状态
闪锌矿型结构的晶胞
1.1.3纤锌矿型结构
材料：ZnS, ZnSe，CdS
与闪锌矿型结构相比
第一章 半导体中的 电子状态
相同点：
以正四面体结构为基础构成
区别：
具有六方对称性，而非立方对称性 共价键的离子性更强
纤锌矿型结构晶胞图
第一章 半导体中的 电子状态
属于纤锌矿型结构的晶体有：BeO、ZnO、AIN等
第一章 半导体中的 电子状态
1.3 半导体中电子的运动
有效质量
1.3.1 半导体中E(k)与k的关系
半导体中，起作用的是接近于能带底部 或能带顶部的电子。
E (k ) EC (
将E(k)在k=0 附近按泰勒级数展开 dE 1 d 2E 2
1 d E dk 2 E (k ) EC ( 2 ) k 0 k 2 dk
共价键理论
共价键上的电子 挣脱共价键的电子 脱离共价键所需的最小能量 定性理论
第一章 半导体中的 电子状态
13N_超高纯锗单晶的制备与性能研究
第53卷第3期2024年3月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.53㊀No.3March,202413N 超高纯锗单晶的制备与性能研究顾小英1,赵青松1,牛晓东1,狄聚青1,张家瑛1,肖㊀溢1,罗㊀恺2(1.安徽光智科技有限公司,滁州㊀239000;2.广东先导稀材股份有限公司,清远㊀511517)摘要:13N 超高纯锗单晶是制作超高纯锗探测器的核心材料㊂本文通过还原法获得还原锗锭,再由水平区熔法提纯获得12N 高纯锗多晶,最后由直拉法生长得到13N 超高纯锗单晶㊂通过低温霍尔测试㊁位错密度检测㊁深能级瞬态谱(DLTS)测试对13N 超高纯锗单晶性能进行分析㊂低温霍尔测试结果显示,晶体头部截面平均迁移率为4.515ˑ104cm 2㊃V -1㊃s -1,载流子浓度为1.176ˑ1010cm -3,导电类型为p 型,位错密度为2256cm -2;尾部截面平均迁移率为4.620ˑ104cm 2㊃V -1㊃s -1,载流子浓度为1.007ˑ1010cm -3,导电类型为p 型,位错密度为2589cm -2㊂晶体深能级杂质浓度为1.843ˑ109cm -3㊂以上结果表明该晶体是13N 超高纯锗单晶㊂关键词:锗单晶;探测器;迁移率;载流子浓度;位错密度中图分类号:O78㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2024)03-0497-06Preparation and Properties of 13N Ultra-High Purity Germanium Single CrystalsGU Xiaoying 1,ZHAO Qingsong 1,NIU Xiaodong 1,DI Juqing 1,ZHANG Jiaying 1,XIAO Yi 1,LUO Kai 2(1.Anhui Guangzhi Technology Co.,Ltd.,Chuzhou 239000,China;2.Guangdong Pioneer Thin Materials Co.,Ltd.,Qingyuan 511517,China)Abstract :13N ultra-high purity germanium single crystal is the core material for producing ultra-high purity germanium detectors.This article obtains reduced germanium ingots by reduction method,then purifies them by horizontal zone refining method to obtain 12N high-purity germanium polycrystals,and finally grows 13N ultra-high purity germanium single crystals by Czochralski method.The performance of 13N ultra-high purity germanium single crystal was tested and studied through low-temperature Hall test,dislocation density test,and deep level transient spectroscopy (DLTS)detection.The low-temperature Hall results show that the average mobility of the crystal head cross-section is 4.515ˑ104cm 2㊃V -1㊃s -1,the carrier concentration is 1.176ˑ1010cm -3,and the conductivity is p-type,the dislocation density at the crystal head is 2256cm -2.The average mobility of the tail section is 4.620ˑ104cm 2㊃V -1㊃s -1,the carrier concentration is 1.007ˑ1010cm -3,and the conductivity type is p-type,the dislocation density at the tail of the crystal is 2589cm -2.The concentration of deep level impurities in the crystal is 1.843ˑ109cm -3.The results indicate that the crystal is 13N ultra-high purity germanium single crystal.Key words :germanium single crystal;detector;mobility;carrier concentration;dislocation density㊀㊀收稿日期:2023-10-27㊀㊀基金项目:国家重点研发计划(2021YFC2902805);2022年核能开发科研项目(HNKF202224(28))㊀㊀作者简介:顾小英(1995 ),女,贵州省人㊂E-mail:xiaoying.gu@ ㊀㊀通信作者:狄聚青,博士,正高级工程师㊂E-mail:juqing.di@ 0㊀引㊀㊀言高纯锗探测器在探测射线,尤其是χ㊁γ射线,具有能量分辨率高㊁探测效果好㊁性能稳定等不可比拟的优势[1]㊂在实际应用中,高纯锗探测器的耗尽层电压与净杂质浓度成正比[2-3]㊂若净杂质浓度较高,则探测器的全耗尽电压也较高,而探测器的实际工作电压通常还要高于全耗尽电压㊂过高的电压会造成探测器的漏电流增加,能量分辨率变差㊂若净杂质浓度过低,虽然探测器的全耗尽电压会降低,但是探测器灵敏区的电场强度也会下降,不利于载流子的有效收集[4-7]㊂通常,探测器级p 型超高纯锗单晶净杂质浓度需在498㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷(5~20)ˑ109cm-3,迁移率大于2.5ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,位错密度100~10000cm-2,深能级杂质不大于4.5ˑ109cm-3[8-10]㊂随着我国核电工业的增长和高能物理试验的发展,对高纯锗探测器的需求量日益增大㊂国内研发超高纯锗晶体的主要单位有深圳大学㊁广东先导先进材料股份有限公司㊁云南中科鑫圆晶体材料有限公司等㊂其中,深圳大学制备出直径为20~50mm㊁净杂质浓度小于4.0ˑ1011cm-3㊁位错密度小于5000cm-2的锗单晶[1]㊂广东先导先进材料股份有限公司获得净杂质浓度5ˑ1010cm-3的锗锭[11]㊂云南中科鑫圆晶体材料有限公司获得载流子浓度小于1ˑ1011cm-3㊁电阻率大于2ˑ103Ω㊃cm㊁迁移率大于1ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1的超高纯多晶材料[12]㊂目前,国产13N超高纯锗单晶无法满足国内需求,超高纯锗晶体仍然依靠进口㊂本文通过二氧化锗还原㊁水平区熔提纯㊁单晶提拉生长获得锗单晶,并经低温霍尔㊁位错密度㊁深能级瞬态谱等测试,结果表明晶体性能符合13N超高纯锗标准㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀还原、区熔提纯与晶体生长将6N二氧化锗粉放入石墨舟中,再将装有6N二氧化锗粉的石墨舟放入还原炉中,先通氮气将炉内空气置换干净,再通入氢气将炉内氮气置换干净,打开加热开关使炉内温度升至1150ħ,将二氧化锗粉还原成锗锭㊂选用电阻率大于1Ω㊃cm的还原锗锭作为水平区熔的原料,正常情况下还原锗锭电阻率均大于1Ω㊃cm㊂将锗锭进行碱腐蚀㊁清洗㊁脱水㊁吹干,放入镀好碳膜的石英舟中㊂将装有锗锭的石英舟放入水平区熔炉中,先通高纯氮气将炉内空气置换干净,再通入高纯氢气将炉内氮气置换干净,打开加热开关使温度升至980ħ,区熔30~40次,得到12N高纯锗多晶㊂将水平区熔得到载流子浓度小于2ˑ1011cm-3的高纯锗多晶作为单晶生长原料㊂先将高纯锗多晶依次泡在三氯乙烷㊁丙酮㊁甲醇中进行超声清洗10min,去除在切割中产生的有机物以及缝隙中的杂质,再进行酸腐蚀㊁清洗㊁甲醇脱水㊁高纯氮气吹干,然后将原料装入单晶炉内㊂通入高纯氮气将炉内空气置换干净,再通入高纯氢气将炉内氮气置换干净,为了排除水㊁氧等不利因素的影响,在高纯氢气流通氛围下,将温度升至400~500ħ,进行预热2~5h㊂再将温度升到1000ħ进行化料,待锗料完全熔化后,将温度降至940~970ħ,恒温30~60min,确保锗料温度以及纯度均匀分布,有利于后续生长出纯度均匀㊁低位错晶体㊂将籽晶降低至离液面1cm处,对籽晶进行预热30min,降低籽晶与液面温度差,减少籽晶插入液面时温度波动,以及引晶时位错增长㊂将籽晶缓慢插入熔体,根据熔体界面调整功率,待有一定宽度光圈出现后等待10~20min开始引晶,逐渐增大拉速至20~30mm/h,保持此拉速引晶10~30min,控制晶体直径在5~10mm;然后进行缩颈,手动增加拉速,间隔10min均匀增加拉速10~20mm/h,至拉速升至90~150mm/h,控制晶体直径稳定在3~5mm,此条件下排出了大部分位错,使得单晶位错达到500~5000cm-2;而后进行细颈,保持拉速为90~150mm/h,在此高拉速下提拉细颈,此阶段提拉长度为90~150mm㊂为了得到低位错超高纯锗晶体,放肩分两步进行,第一步分两阶段:1)均匀降拉速;2)均匀降温度㊂先控制动能后控制热能,在此条件下均匀放肩,不会产生新的位错㊂第二步先均匀降低晶转和埚转,均匀升高拉速;然后降低频率均匀降温,使得晶体放肩和等径相互衔接,晶体在此条件下会抑制界面的反转过程,防止晶体直径放肩后变细,晶体变得不规则,并防止晶体产生缺陷㊂先进行放肩一,保持拉速为90~150mm/h,在此高拉速下提拉细颈,此阶段提拉长度为90~150mm,控制功率均匀降温,降温频率为120~180W/h,放肩1~2h,晶体直径逐渐长大至50~65mm;再进行放肩二,控制功率均匀降温,降低晶转至3~5r/min,降低埚转至3~5r/min,均匀升高拉速至30~40mm/h;降温频率为80~120W/h,继续放肩1~2h,待晶体直径稳定保持在70~80mm,停止降温㊂最后进行等径,均匀恢复拉速至20~30mm/h,观察晶体直径,手动控制功率,使得晶体直径保持为70~80mm,等径过程4~6h㊂进行收尾,调低埚升至0.3~0.8mm/h,控制功率均匀降温,降温频率为100~200W/h,收尾2~3h,至石英坩埚内熔液完全拉完㊂最后进行降温,关闭晶升㊁埚升,控制功率降温至㊀第3期顾小英等:13N 超高纯锗单晶的制备与性能研究499㊀图1㊀13N 超高纯锗单晶照片Fig.1㊀Photo of 13N ultra-high purity germanium single crystal 室温㊂为了防止温度变化过快使得晶体产生位错,降温分三个阶段:第一阶段300~400W /h,降温1h;第二阶段500~600W /h,降温2h;第三阶段800~1000W /h,降温5~7h,至室温,关闭晶转㊁埚转,完成晶体提拉㊂本文通过原料处理㊁装炉㊁通气㊁预热㊁化料㊁引晶㊁缩颈㊁细颈㊁放肩㊁等径㊁收尾㊁降温,得到13N 超高纯锗单晶CZ15晶体,如图1所示㊂1.2㊀晶体检测预处理用切割机切取10mm ˑ10mm ˑ1.2mm 规格的方片样品用于霍尔检测,经过研磨㊁抛光㊁腐蚀至镜面,腐蚀液为氢氟酸㊁硝酸溶液的混合液,体积比为1ʒ4,腐蚀时间为1~3min,腐蚀温度为室温㊂用镊子在方片四个角压锡粒,然后进行退火热处理,退火氛围为高纯氮气,退火温度为500ħ,退火时间为30min,使电极合金化,可得到良好的欧姆接触㊂由于常温和低温欧姆接触有差异,同一个样品,在常温I-V 曲线是线性,在低温下不一定是线性的,为了确认电极的欧姆接触是否良好,需在常温进行一次I-V 检测,是线性后,再在低温进行一次I-V 检测,也是线性后,方可进行低温霍尔检测㊂用切割机切取5mm 厚的片用于位错密度检测,经过研磨㊁抛光㊁腐蚀至出现均匀亮点,腐蚀液为氢氟酸㊁硝酸㊁硝酸铜溶液的混合液,体积比为2ʒ1ʒ1,腐蚀时间为10min,腐蚀温度为(10ʃ5)ħ㊂用于深能级瞬态谱(deep level transient spectroscopy,DLTS)检测的样品,用切割机切取15mm ˑ15mm ˑ2mm 规格的方片,经过研磨㊁抛光㊁腐蚀至镜面,腐蚀处理与霍尔样片相同㊂p 型晶体的正面溅射圆点锡膜,作为肖特基电极,背面用锡箔连接铜片,进行退火处理,退火氛围为高纯氮气,退火温度为250ħ,时间为30min,作为欧姆电极,此处退火温度需低于300ħ,避免造成Cu 扩散㊂2㊀结果与讨论图2㊀还原锗锭电阻率数据Fig.2㊀Reduced germanium ingot resistivity data 2.1㊀常/低温电阻率检测对还原锗锭进行常温电阻率检测,每隔5cm 检测一个点,正常情况下,整根还原锗锭电阻率均大于1Ω㊃cm,均可投入水平区熔提纯,检测结果如图2所示㊂高纯锗多晶先进行常温电阻率检测,再从电阻率大于50Ω㊃cm 区域的头尾选取大块单晶粒制作成霍尔片进行低温霍尔检测㊂将高纯锗多晶放置在23ħ恒温的房间,直至高纯锗多晶冷却至(23ʃ0.5)ħ,用常温电阻率测试设备进行电阻率检测,电阻率大于50Ω㊃cm 为初步合格段㊂电阻率大于50Ω㊃cm 的产率为70%~80%,检测结果如图3所示㊂对超高纯锗单晶先进行低温电阻率检测,再从载流子浓度小于5ˑ1010cm -3区域的头尾取霍尔片进行低温霍尔检测㊂用金刚笔对照钢尺每隔2cm 做标记,然后用画笔刷蘸取铟镓锡合金,沿着标记处画薄层,使合金不呈现任何形状的液滴状㊂用铜片缠绕在锗单晶晶体放肩和收尾处作为接触电极,将缠绕好的锗单晶晶体放置在杜瓦罐里的V 型支架上㊂向杜瓦罐里充装液氮,直至没过锗单晶,等液面稳定后,合金露出液面1~2cm,可进行低温电阻率检测[11]㊂通过霍尔公式,将低温电阻率转换为载流子浓度:N =1/(ρμq ),其中ρ是测量电阻率,单位为Ω㊃cm,N 是载流子浓度,单位为cm -3,q 是单位电荷量,q =1.602ˑ10-19C,μ是迁移率,单位为cm 2㊃V -1㊃s -1㊂其中,ρ可由检测设备测得,q 为常量,μ可根据以往霍尔检测得到的迁移率值求得平均值,将p 型晶体的μ设置为42000cm 2㊃V -1㊃s -1,低温电阻率设备的迁移率μ可手动更改,可根据不断累积的霍尔检测数据定期更新㊂CZ15晶体低温电阻率检测得到的数据,如图4所示㊂500㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷图3㊀多晶区熔电阻率数据Fig.4㊀Crystal overall carrier concentration data Fig.3㊀Polycrystalline zone refining resistivity data图4㊀晶体整体载流子浓度数据2.2㊀低温霍尔检测对于电阻率大于50Ω㊃cm的高纯锗多晶段,在头尾分别选取大块单晶粒制作成霍尔片,进行低温霍尔检测,直至头尾载流子浓度均小于2ˑ1011cm-3,根据检测结果,合格率为40%~60%,其中一个位置的检测结果,如图5所示㊂通过实验可知,低温电阻率测试晶体表面得到的载流子浓度偏高于低温霍尔检测得到的载流子浓度,所以在载流子浓度小于5ˑ1010cm-3的锗单晶晶体段的头尾分别取霍尔片进行低温霍尔检测,每个截面取2个片,边缘和中间各1片,直至载流子浓度小于2ˑ1010cm-3为止,其中CZ15头部一个位置的检测结果,如图6所示㊂根据低温霍尔检测结果显示:CZ15晶体合格段头部截面平均迁移率为4.515ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,载流子浓度为1.176ˑ1010cm-3;尾部截面平均迁移率为4.620ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,载流子浓度为1.007ˑ1010cm-3㊂此晶段头尾迁移率均>2.5ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,载流子浓度均<2ˑ1010cm-3㊂经过多次实验可知,通过水平区熔得到电阻率大于50Ω㊃cm的多晶区熔的产率为70%~80%,得到载流子浓度小于2ˑ1011cm-3的高纯锗多晶的产率为40%~60%㊂在不掺杂的情况下,通过直拉法生长,得到的超高纯锗晶体前40%~60%为p型,np转化区占10%~20%,后20%~50%为n型,p型载流子浓度小于2ˑ1010cm-3的晶体段有30~80mm㊂图5㊀多晶区熔霍尔数据Fig.5㊀Hall data of polycrystalline zone refining图6㊀单晶提拉霍尔数据Fig.6㊀Hall data of single crystal pullingium㊀第3期顾小英等:13N 超高纯锗单晶的制备与性能研究501㊀2.3㊀位错密度检测晶体位错密度使用金相显微镜进行检测,显微镜下可以看到的晶体缺陷,其中CZ15晶体载流子浓度合格段的尾部CZ15-T 截面中一个点的检测结果,如图7所示㊂由于位错密度分布均匀,可选取单晶片中对角线上的9个测量点,视场为1mm 2,用显微镜检测这9个测量点的缺陷情况㊂每个检测点视场内的腐蚀坑密度(etch pit density,EPD)是所计数的腐蚀坑总数除以面积:n d =n i /S ,式中:S 为视场面积,单位为cm 2;n i 为穿过视场面积S 的腐蚀坑数目㊂平均位错密度N d =1/9ðn d ,将9个测量点在视场1mm 2的EPD 值和N d 标注在位错记录图上㊂且将肉眼观察到的宏观缺陷标记在位错记录图上,如图8所示,从图中可看出,CZ15-T 位错密度为2589cm -2且没有其他缺陷㊂根据位错密度检测结果显示,CZ15晶体载流子浓度合格段的头部CZ15-H 位错密度为2256cm -2,尾部CZ15-T 位错密度为2589cm -2,此晶段头尾位错密度均控制在100~10000cm -2,且没有其他缺陷㊂晶体生长过程中,在其他因素稳定的情况下,可通过控制缩颈直径㊁缩颈长度㊁放肩速度来降低晶体位错密度,一般能控制在100~5000cm -2㊂图7㊀显微镜下的晶体缺陷图片Fig.7㊀Photograph of crystal defects under amicroscope 图8㊀晶体尾位缺陷数据Fig.8㊀Crystal tail defect data 2.4㊀深能级杂质浓度检测深能级杂质在半导体中引入的能级位于禁带中央附近,远离导带底(或价带顶),有以下特点:深能级杂质电离能大,施主能级远离导带底,受主能级远离价带顶,不容易电离,对载流子浓度影响不大;一般会产生多重能级,甚至既产生施主能级也产生受主能级;能起到复合中心作用,使少数载流子寿命降低;深能级杂质电离以后为带电中心,对载流子起散射作用,使载流子迁移率减小,导电性能下降㊂13N 超高纯锗单晶深能级杂质主要是Cu,p 型超高纯锗要求深能级杂质浓度不大于4.5ˑ109cm -3㊂使用深能级瞬态谱仪对高纯锗晶体CZ15载流子浓度和位错密度均合格晶段的头部进行深能级杂质浓度检测,得到DLTS 谱图,如图9所示,对测试结束进行峰值拟合,拟合结果如表1所示㊂从表中可看出在陷阱深度0.042eV 中捕获到的Cu s 浓度为9.40ˑ108cm -3,在陷阱深度0.072eV 中捕获到的Cu-H 浓度为3.17ˑ108cm -3,在陷阱深度0.170eV 中捕获到的Cu-H 浓度为5.22ˑ108cm -3,在陷阱深度0.304eV 中捕获图9㊀13N p 型超高纯锗DLTS 谱图Fig.9㊀13N p-type ultra-high purity germanium DLTS spectrum 到的Cu s 浓度为6.37ˑ107cm -3,没有捕获到Cu-H-Li,通过多次检测可知,不同样品同类陷阱深度会在一定范围内波动㊂经过多次检测发现,载流子浓度和晶体缺陷都会影响样片的充放电,从而影响峰值,所以在进行p 型超高纯锗晶体DLTS 检测前,先进行低温霍尔和位错检测,在载流子浓度小于2ˑ1010cm -3,位错密度为100~10000cm -2的晶段头部取样片,进行DLTS 检测㊂本文生长出的CZ15晶体头部深能级杂质浓度为1.843ˑ109cm -3,符合13N p 型超高纯锗深能级指标要求㊂以上检测显示CZ15晶段符合13N 超高纯锗指标,对晶段进行测量,此晶段长度为45mm,直径为76mm,质量为1095g㊂502㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷表1㊀13N p型超高纯锗DLTS拟合结果Table1㊀Fitting results of13N p-type ultra-high purity germanium DLTSImpurity centerΔE/eV Sigma/cm2N T/cm-3Cu s(1)0.042 3.80ˑ10-179.40ˑ108Cu-H(1)0.072 1.52ˑ10-20 3.17ˑ108Cu-H-Li0.16000Cu-H(2)0.170 1.88ˑ10-15 5.22ˑ108Cu s(2)0.3047.31ˑ10-14 6.37ˑ1073㊀结㊀㊀论本文通过二氧化锗还原㊁水平区熔提纯㊁直拉法生长得到13N超高纯锗单晶,其长度为45mm,直径为76mm,质量为1095g,头部截面平均迁移率为4.515ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,载流子浓度为1.176ˑ1010cm-3,位错密度为2256cm-2,尾部截面平均迁移率为4.620ˑ104cm2㊃V-1㊃s-1,载流子浓度为1.007ˑ1010cm-3,位错密度为2589cm-2,头部深能级杂质浓度为1.843ˑ109cm-3㊂此晶体的迁移率㊁载流子浓度㊁位错密度㊁深能级杂质浓度指标均达到了探测器级的使用标准,尺寸也达到了同轴探测器的使用标准㊂参考文献[1]㊀白尔隽,郑志鹏,高德喜,等.高纯锗探测器的广泛应用和自主研制进展[J].原子核物理评论,2016,33(1):52-56.BAI E J,ZHENG Z P,GAO D X,et al.Extensive application and independent research progress of HPGe detector[J].Nuclear Physics Review,2016,33(1):52-56(in Chinese).[2]㊀郝㊀昕,孙慧斌,赵海歌,等.高纯锗多晶材料区熔速度优化的数值模拟[J].深圳大学学报(理工版),2016,33(3):248-253.HAO X,SUN H B,ZHAO H G,et al.Numerical simulation on optimization of zone melting speed of high-purity germanium polycrystalline materials[J].Journal of Shenzhen University Science and Engineering,2016,33(3):248-253(in Chinese).[3]㊀王国干,姚建亚.对国产高纯锗单晶纯度的估计[J].核电子学与探测技术,1987,7(1):59-61.WANG G G,YAO J Y.Estimation of purity of high-purity germauium crystal made in China[J].Nuclear Electronics&Detection Technology, 1987,7(1):59-61(in Chinese).[4]㊀孙雪瑜.高纯锗单晶质量对核辐射探测器的影响[J].稀有金属,1985,9(3):42-49.SUN X Y.Influence of high purity germanium single crystal quality on nuclear radiation detector[J].Chinese Journal of Rare Metals,1985,9(3):42-49(in Chinese).[5]㊀刘㊀锋,耿博耘,韩焕鹏.辐射探测器用高纯锗单晶技术研究[J].电子工业专用设备,2012,41(5):27-31.LIU F,GENG B Y,HAN H P.Research of ultra-purity germanium single crystal s technology for radiation 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晶体管的分类
晶体管的分类晶体管是一种半导体器件，广泛应用于电子电路中的开关、放大、稳压等功能。
根据晶体管的结构和性质，可以将其分为多种不同的类型。
本文将从几个方面详细介绍晶体管的分类。
一、按材料分类1.硅晶体管硅晶体管是最常见的一种晶体管，其材料主要由硅元素制成。
它具有高稳定性、可靠性和低噪声等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
2.锗晶体管锗晶体管是硅晶体管之前使用的一种材料。
它具有较高的导电率和热稳定性，但容易受到氧化影响而失效。
3.砷化镓晶体管砷化镓晶体管是一种新型半导体材料，具有高速、高频、低噪声等优点。
它被广泛应用于高频率放大器和微波电路中。
二、按结构分类1.结型晶体管结型晶体管又称为JFET（Junction Field Effect Transistor），它是通过控制PN结上空间电荷区域内场效应来控制电流的。
它具有低噪声、高输入阻抗等特点，被广泛应用于放大器和开关电路中。
2.双极型晶体管双极型晶体管又称为BJT（Bipolar Junction Transistor），它是由两个PN结组成的三层结构。
它具有较高的放大倍数和较低的输入阻抗，被广泛应用于放大器、开关和振荡器等电路中。
3.场效应晶体管场效应晶体管又称为FET（Field Effect Transistor），它是由金属栅极、绝缘层和半导体构成的。
它具有高输入阻抗、低噪声等特点，被广泛应用于放大器、开关和振荡器等电路中。
三、按工作方式分类1.增强型晶体管增强型晶体管是一种需要外加正向偏压才能工作的晶体管。
当栅极与源极之间施加正向偏压时，会形成导通通道，从而使得漏极之间产生电流。
它具有较高的放大倍数和较低的输入阻抗。
2.耗尽型晶体管耗尽型晶体管是一种不需要外加偏压就能工作的晶体管。
当栅极与源极之间没有施加偏压时，会形成一个耗尽区，从而使得漏极之间无法产生电流。
当施加负向偏压时，会增加耗尽区的宽度，从而减小漏极之间的电流。
3.复合型晶体管复合型晶体管是一种同时具有增强型和耗尽型特点的晶体管。
锗晶体-介绍
锗晶体介绍：锗的物理性质锗的物理性质锗是银白色晶体(粉末状呈暗蓝色)，熔点937.4℃，沸点2830℃，密度5.35g/cm³，莫氏硬度6.0～6.5，室温下，晶态锗性脆，可塑性很小。
锗具有半导体性质，在高纯锗中掺入三价元素(如铟、镓、硼)、得到P型锗半导体；掺入五价元素(如锑、砷、磷)，得到N型锗半导体。
化合价为+2和+4。
第一电离能7.899电子伏特。
锗有着良好的半导体性质，如高电子迁移率和高空穴迁移率等。
晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有四个金属原子。
据X射线研究证明，锗晶体里的原子排列与金刚石差不多。
结构决定性能，所以锗与金刚石一样硬而且脆。
锗的化学性质锗的化学性质锗化学性质稳定，不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。
在常温下不与空气或水蒸气作用，但在600～700℃时，与氧气反应能很快生成二氧化锗。
在加热情况下，锗能在氧气、氯气和溴蒸气中燃烧。
锗与盐酸、稀硫酸不起作用，但浓硫酸在加热时，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。
锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾，生成锗酸钠或锗酸钾。
在过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂存在下，锗能溶解在碱性溶液中，生成锗酸盐。
锗的氧化态为＋2和＋4。
锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
光学级锗晶体(单晶和多晶)是目前红外透射材料中应用最广泛的材料之一。
它具有宽的红外透射波段(可在3~5μm和8~12μm两波段使用),机械强度高,不易潮解,化学性能稳定等特点,因而是制作红外光学透镜和窗口的良好材料,多数用于热像仪和低功率CO2激光器窗口。
但在使用中,仍要求锗晶体的直径要足够大,透过率要高以及折射率均匀性要好,成本要低。
随着科技的不断进步，激光以及红外技术得到了极其迅猛的发展，光学级锗晶体(单晶和多晶)是目前红外透射材料中应用最广泛的材料之一，因其在红外光学中的卓越性能引起了红外光学行业的重视，它具有宽的红外透射波段(可在3~5μm和8~12μm两波段使用),是制作红外光学透镜和窗口的良好材料,多数用于热像仪和低功率CO2激光器窗口。
锗_元素周期表
特性拟硅锗
原子质量72 72.59
密度（g/cm3） 5.5 5.35
熔点（℃）高947
颜色灰色灰色
氧化物种类耐火（refractory）二氧化物耐火二氧化物氧化物密度（g/cm3）4.7 4.7
氧化性弱碱弱碱
）氯化物熔点100℃以下86℃ （GeCl
4氯化物密度（g/cm3）1.9 1.9
克莱门斯·温克勒
年份
价格（$/kg）[49]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
GeS2 + 3O2→ GeO2 + 2SO2
在这个过程中，部份锗会进到所产生的灰尘中，而剩下的锗则被转化
GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2Cl2→ GeCl4 + O2
的GeO2适用于制造锗玻璃。
纯二氧化锗与氢反应后被还原成锗，用这种还原方式所得的锗，适用于红外线光学或半导体工业：GeO2 + 4H2→ Ge + 2H2O
GeO2 + C → Ge + CO2
应用[编辑]
图为典型的单模光纤。
氧化锗用于掺杂二氧化硅核心（1号）。
1. 核心 8 µm
2. 包层 125 µm。
常见的共价晶体
常见的共价晶体
共价晶体是指主要由共价键结合形成的晶体，常见的共价晶体如下所示：（1）某些非金属单质
金刚石、晶体硅、晶体硼、锗（Ge）、灰锡（Sn）等。
（2）某些非金属化合物
二氧化硅（SiO）、金刚砂（SiC）、氮化硼（BN）、氮化铝（AIN）、氮化硅（SiN4）等。
共价晶体中共价键的方向性和饱和性规定了共价晶体中原子间结合的方向和配位数。
例如在金刚石中，每个碳原子与相邻的碳原子都是以四面体方式结合，构成三维骨架。
由于共价键非常稳定，所以，一般地说，共价晶体的结构很稳定，具有很高的硬度和熔点。
由于所有的价电子都参与成键，不能自由运动，因而共价晶体通常不导电。
锗硅异质结双极晶体管_概述及解释说明
锗硅异质结双极晶体管概述及解释说明1. 引言1.1 概述锗硅异质结双极晶体管（Germanium-Silicon Heterojunction Bipolar Transistor，简称GeSi HBT）是一种重要的半导体元件，其特点在于将锗和硅这两种不同材料组成异质结，以取得优异的性能和应用效果。
由于GeSi HBT具有高速度、低噪声、低功耗等优势，在通信、微电子学和射频电子学等领域被广泛应用。
1.2 文章结构本文将对锗硅异质结双极晶体管进行详细的介绍和解释说明。
首先，在引言部分概述了该主题的研究背景与意义，并介绍了文章的整体结构。
接着，第二部分将详细介绍GeSi HBT的原理和工作原理，以便读者能够理解其基本工作方式。
第三部分将回顾GeSi HBT发展历程，从初期研究到现阶段的技术突破和应用情况进行梳理，并展望其未来前景。
第四部分将介绍GeSi HBT的制备方法与工艺流程，包括材料选择、加工工艺流程介绍以及结构参数优化和工艺改进等内容。
最后，第五部分将对全文进行总结并提出未来的发展方向和实际应用推广建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍锗硅异质结双极晶体管的原理、特点、制备方法以及其在不同领域的应用情况，以帮助读者深入了解该技术，并推动其在科学研究和工程应用中得到更广泛的应用。
通过对GeSi HBT发展历程的回顾，我们可以总结经验教训，并展望未来的研究方向和技术突破点，从而为相关领域研究人员提供有益的指导和参考。
同时，我们也将提出一些建议，以促进锗硅异质结双极晶体管的实际应用推广。
2. 锗硅异质结双极晶体管2.1 原理介绍锗硅异质结双极晶体管是一种利用不同半导体材料构成的异质结的双极晶体管。
它采用了锗和硅这两种特定的半导体材料作为其结构组件，利用锗和硅之间的能带差异以及异质结界面的特性来实现电子器件的功能。
在锗硅异质结双极晶体管中，通常使用p型锗作为基底材料，而n型硅则被用作活性层。
这样的材料选择可以使得电子在两个不同的能带结构中运动，从而产生许多有趣且独特的效应。
seam seal晶体类型
seam seal晶体类型Seam Seal晶体类型引言：Seam Seal晶体是一种广泛应用于工业和科学研究领域的材料。
它具有多种晶体类型，每种类型在结构和性质上都有一些独特之处。
本文将介绍几种常见的Seam Seal晶体类型，包括石英晶体、硅晶体、锗晶体和硒化锌晶体。
一、石英晶体石英晶体是最为常见的Seam Seal晶体之一。
它由二氧化硅（SiO2）组成，具有高熔点和优异的热稳定性。
石英晶体具有良好的光学性能，可用于制造光学仪器和光纤通信设备。
此外，石英晶体还具有良好的电性能，可以应用于电子元件的制造。
二、硅晶体硅晶体是目前最为重要的半导体材料之一，广泛应用于集成电路和太阳能电池等领域。
硅晶体的晶格结构稳定，具有优异的电特性和热特性。
硅晶体可通过掺杂和控制晶格缺陷来调节其电导率和光学特性，从而实现不同的应用。
三、锗晶体锗晶体是一种常见的红外材料，具有良好的红外透过性和热导率。
锗晶体的能带结构使其在红外光谱范围内有较高的吸收率，因此可用于制造红外光学器件和热成像设备。
此外，锗晶体还具有较高的电导率，可应用于半导体器件中。
四、硒化锌晶体硒化锌晶体是一种重要的半导体材料，具有优异的光电性能。
硒化锌晶体可通过控制晶格缺陷和掺杂来调节其电导率和光学特性。
硒化锌晶体可用于制造光电器件、光电传感器和发光二极管等设备。
总结：Seam Seal晶体是一类重要的材料，具有多种晶体类型。
石英晶体在光学和电子领域有广泛应用；硅晶体是目前最为重要的半导体材料之一；锗晶体可用于红外光学和热成像设备；硒化锌晶体具有优异的光电性能。
了解不同的Seam Seal晶体类型，对于合理选择材料和开展相关研究具有重要意义。
未来，随着科学技术的不断发展，我们相信会有更多新型的Seam Seal晶体类型被发现和应用。
晶体的类型和性质
1、晶体类型判别：分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等；金属晶体：金属单质、合金；离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物；2、不同晶体的熔沸点由不同因素决定：离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。
3晶体熔沸点高低的判断？（1）不同类型晶体的熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞（常温下是液体）。
（2）同类型晶体的熔沸点：①原子晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。
如金刚石＞氮化硅＞晶体硅。
②分子晶体：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体熔沸点越高。
如CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4。
若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔沸点越低，特殊情况下分子越对称，则熔沸点越高。
若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔沸点特别高。
③ 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高。
如Al ＞Mg ＞Na ＞K 。
④ 离子晶体：离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高。
如KF ＞KCl ＞KBr ＞KI 。
1．60C 与现代足球(如图6-1)有很相似的结构，它与石墨互为 ( ) A ．同位素 B ．同素异形体 C ．同分异构体 D ．同系物2．下列物质为固态时，必定是分子晶体的是 ( )A ．酸性氧化物B ．非金属单质C ．碱性氧化物D ．含氧酸 3．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是 ( ) A ．易导电 B ．易导热 C ．有延展性 D ．易锈蚀4．氮化硅(43N Si )是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛的用途，它属于 ( ) A ．原子晶体 B ．分子晶体 C ．金属晶体 D ．离子晶体5．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。
锗的基本知识
锗的基本知识性质和用途锗具有半导体性质。
在高纯金属锗中掺入三价元素如铟、镓、硼等,得到p型锗；掺入五价元素如锑、砷、磷等，得到n 型锗。
锗的禁带宽度(300K)0.67电子伏,本征电阻率(27℃)47欧姆·厘米,电子迁移率3900±100厘米2/（伏·秒）,空穴迁移率1900±5 0厘米2/（伏·秒）,电子扩散系数100厘米2/秒，空穴扩散系数48.7厘米2/秒。
锗在电子工业中的用途，已逐渐被硅代替。
但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高,在高速开关电路方面,锗比硅的性能好。
锗在红外器件、γ辐射探测器方面，有新的用途。
金属锗能通过2～15微米的红外线，又和玻璃一样易被抛光，能有效地抵制大气的腐蚀，可用以制造红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。
锗酸铋用于闪烁体辐射探测器。
锗还同铌形成化合物，用作超导材料。
二氧化锗是聚合反应的催化剂。
用二氧化锗制造的玻璃有较高的折射率和色散性能，可用于广角照相机和显微镜镜头；GeO2－TiO2－P2O5类型的玻璃有良好的红外性能，在空间技术上，可用来保护超灵敏的红外探测器。
富集回收锗的制取第一步是从重有色金属冶炼过程回收锗的富集物。
以炼锌为例:在火法炼锌过程中,锌精矿首先经过氧化焙烧，然后加入还原剂和氯入钠，在烧结机上烧结焙烧，锗以氯化物或氧化物形态挥发进入烟尘。
如不采用氯化烧结措施，锗将富集于最后锌蒸馏的残留物中（见氯化冶金）。
在湿法炼锌过程中，如锌精矿含锗不高时，大部分锗在硫酸浸出渣中，小部分锗进入溶液。
在锌溶液净化过程中,由于锗的亲铁性质,氢氧化铁沉淀时吸附锗，锗进入铁渣。
锌溶液用锌粉置换镉时，残留的锗和镉同时为锌粉所置换。
如将浸出渣熔化,然后用烟化炉挥发铅、锌,则锗以一氧化锗状态挥发，富集于烟尘中。
烟化炉可用来处理含锗的氧化铅、锌矿。
将氧化矿在鼓风炉内熔炼，再用烟化炉处理炉渣挥发锗，挥发率大于90％。
现代炼锌多用湿法，在处理含锗较高的硫化锌精矿（含锗100～150克／吨）时，首先使锗富集于浸出渣中，用烟化炉处理，烟尘含锗0.1％,用酸浸出，溶液净化后，加丹宁（C76H52O46）沉淀，沉淀物中含锗3～5％；经烘干、煅烧,得到含锗15～20％的锗灰,作为提锗原料。
锗 半导体
锗半导体锗是一种半导体材料，具有独特的电学特性和广泛的应用。
它的原子序数为32，化学符号是Ge，属于碳族元素。
锗是金属元素硅和碳之间的一个过渡元素。
锗是一种非常重要的半导体材料，具有很高的电导率和热导率。
它的电导率比硅大约4倍，热导率比硅大约2.5倍。
由于这些优良的导电和导热性能，锗被广泛用于各种电子设备和技术中。
锗晶体具有特殊的能带结构，使其具有半导体的特性。
在锗晶体中，锗原子通过共价键形成晶格结构。
它的能带结构中存在一个完全占据的价带和一个完全空的导带，两者之间存在禁带。
这种能带结构使得锗能够在适当的条件下表现出半导体性质。
由于锗具有比较小的禁带宽度，约为0.7电子伏特，它在常温下可以部分禁止电子通过，但仍然可以通过热激发或斯特克斯光发射将电子从价带激发到导带。
这意味着锗可以在室温下工作，并具有很高的载流子浓度。
锗在电子学领域有许多应用。
它广泛用于制造光电子器件，如二极管、光电倍增管和太阳能电池等。
锗具有较高的折射率，因此在红外光学中也有应用。
锗晶体可以用于制造红外透镜和窗口，特别适用于红外云层、红外气象和红外光学传感器等应用。
锗还在核工业中有应用。
由于对中子的较高截面积和长光电贡献时间，锗可以用于制造中子探测器和核辐射测量器。
除了以上应用外，锗还在硒光和荧光材料、红外探测器、高压电气设备和半导体新材料研究中有广泛应用。
总结来说，锗作为一种半导体材料，具有很高的导电和导热性能，具有独特的能带结构和半导体特性。
它在光电子器件、红外光学、核工业等领域有广泛应用。
随着技术的不断发展，锗在更多领域的应用还有待发掘。
锗酸铋晶体结构
锗酸铋晶体结构
【锗酸铋晶体结构】
锗酸铋是一种重要的铋酸盐晶体材料，其晶体结构具有独特的性质，
被广泛地应用于电子学、光电学、能源等领域。
下面将对其晶体结构
进行详细的介绍。
1. 晶体结构类型
锗酸铋的晶体结构属于单斜晶系，空间群C2/c。
其晶胞参数a=1.1703 nm，b=0.7383 nm，c=1.1752 nm，β=105.79°。
2. 原子排布
锗酸铋的晶体结构由Bi2O2和GeO4四面体组成的三维网络构成。
其中，Bi2O2四面体通过五个氧原子形成环状结构，GeO4四面体通过四
个氧原子发生连接。
Bi2O2和GeO4四面体通过共享边和角连接在一起，形成三维骨架结构。
3. 晶体性质
锗酸铋晶体具有良好的光学和电学性质。
它在可见光波段有较高的透
光率，同时具有很高的折射率和色散。
在电学方面，锗酸铋可以作为电容器和电致致动器的优良材料，其磁光性能也很强。
4. 应用
由于其优良的光电性能和化学稳定性，锗酸铋被广泛地应用于光学材料、电容器、微波设备、光学记录材料等领域。
它还可以作为太阳能电池的电极材料和光电功能薄膜的基底材料。
总之，锗酸铋晶体结构具有独特的性质和广泛的应用前景，是一种非常重要的铋酸盐晶体材料。
19-20版：微型专题(五) 晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算（步步高）
微型专题(五)晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算[核心素养发展目标] 1.能辨识常见物质的晶体类型，能从微观角度分析各种晶体的构成微粒及微粒间的作用力，并解释各类晶体性质的差异。
2.熟知各类晶体的结构特点及堆积模型，能利用均摊法对晶胞进行结构分析和计算。
一、晶体类型的判断例1(2018·上海杨浦区检测)四种物质的一些性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃其他性质单质硫120.5 271.5 —单质硼 2 300 2 550 硬度大氯化铝190 182.7 177.8 ℃升华苛性钾300 1 320 晶体不导电，熔融态导电晶体类型：单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是_________晶体；苛性钾是____________晶体。
【考点】晶体类型的判断【题点】根据晶体性质判断答案分子原子分子离子解析单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，则晶体为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，则晶体为原子晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，则晶体为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，则晶体为离子晶体。
“三看”——确定晶体类型(1)看构成微粒或作用力类型四类晶体的构成微粒和微粒间作用力列表如下：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子微粒间作用力离子键共价键分子间作用力金属键(2)看物质类别①单质类：a.金属单质和合金属于金属晶体；b.大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)属于分子晶体。
②化合物类：a.离子化合物一定为离子晶体；b.共价化合物绝大多数为分子晶体，但SiO2、SiC等为原子晶体。
(3)看物理性质四类晶体的物理性质对比如下：晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体熔、沸点一般较高、但差异大较高较低高硬度一般较大，但差异大较大较小大导电性固态能导电固态不导电，熔融态或溶于水时能导电固态不导电，某些溶于水后能导电一般不导电，个别为半导体变式1(2018·成都高二月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。
锗的基本知识
锗的基本知识性质和用途锗具有半导体性质。
在高纯金属锗中掺入三价元素如铟、镓、硼等,得到p型锗；掺入五价元素如锑、砷、磷等，得到n 型锗。
锗的禁带宽度(300K)0.67电子伏,本征电阻率(27℃)47欧姆·厘米,电子迁移率3900±100厘米2/（伏·秒）,空穴迁移率1900±5 0厘米2/（伏·秒）,电子扩散系数100厘米2/秒，空穴扩散系数48.7厘米2/秒。
锗在电子工业中的用途，已逐渐被硅代替。
但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高,在高速开关电路方面,锗比硅的性能好。
锗在红外器件、γ辐射探测器方面，有新的用途。
金属锗能通过2～15微米的红外线，又和玻璃一样易被抛光，能有效地抵制大气的腐蚀，可用以制造红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。
锗酸铋用于闪烁体辐射探测器。
锗还同铌形成化合物，用作超导材料。
二氧化锗是聚合反应的催化剂。
用二氧化锗制造的玻璃有较高的折射率和色散性能，可用于广角照相机和显微镜镜头；GeO2－TiO2－P2O5类型的玻璃有良好的红外性能，在空间技术上，可用来保护超灵敏的红外探测器。
富集回收锗的制取第一步是从重有色金属冶炼过程回收锗的富集物。
以炼锌为例:在火法炼锌过程中,锌精矿首先经过氧化焙烧，然后加入还原剂和氯入钠，在烧结机上烧结焙烧，锗以氯化物或氧化物形态挥发进入烟尘。
如不采用氯化烧结措施，锗将富集于最后锌蒸馏的残留物中（见氯化冶金）。
在湿法炼锌过程中，如锌精矿含锗不高时，大部分锗在硫酸浸出渣中，小部分锗进入溶液。
在锌溶液净化过程中,由于锗的亲铁性质,氢氧化铁沉淀时吸附锗，锗进入铁渣。
锌溶液用锌粉置换镉时，残留的锗和镉同时为锌粉所置换。
如将浸出渣熔化,然后用烟化炉挥发铅、锌,则锗以一氧化锗状态挥发，富集于烟尘中。
烟化炉可用来处理含锗的氧化铅、锌矿。
将氧化矿在鼓风炉内熔炼，再用烟化炉处理炉渣挥发锗，挥发率大于90％。
现代炼锌多用湿法，在处理含锗较高的硫化锌精矿（含锗100～150克／吨）时，首先使锗富集于浸出渣中，用烟化炉处理，烟尘含锗0.1％,用酸浸出，溶液净化后，加丹宁（C76H52O46）沉淀，沉淀物中含锗3～5％；经烘干、煅烧,得到含锗15～20％的锗灰,作为提锗原料。
十四种晶格类型
十四种晶格类型晶格是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。
根据晶体中原子的排列方式和对称性，晶体可以分为不同的晶格类型。
下面将介绍十四种常见的晶格类型。
1. 简单立方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，如钠、铜等金属。
2. 面心立方晶格：除了在立方体的顶点上有原子外，每个面的中心也有一个原子，如铝、铜、银等金属。
3. 体心立方晶格：除了在立方体的顶点上有原子外，立方体的中心也有一个原子，如铁、钨等金属。
4. 六方晶格：原子在六个等间距的平面上排列，如硫、石英等。
5. 斜方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，但其中两个轴之间的夹角不为90度，如二硫化钼。
6. 正交晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，且三个轴之间的夹角均为90度，如钙钛矿。
7. 三方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如石墨。
8. 单斜晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角不为90度，如硫酸铜。
9. 三斜晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中三个轴之间的夹角均不为90度，如石膏。
10. 钻石晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如金刚石。
11. 锗晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为109.5度，如锗。
12. 铁素体晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁素体。
13. 铁磁晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁磁体。
14. 铁电晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁电体。
这些晶格类型在材料科学、物理学和化学等领域中具有重要的应用价值。
通过研究晶格类型，可以深入了解晶体的结构和性质，为材料的设计和制备提供指导。
锗的晶体类型
锗的晶体类型锗是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。
在研究锗的晶体类型时，主要包括锗的多晶型和单晶型两种。
多晶锗是指由多个晶体颗粒组成的锗材料。
多晶锗的晶体结构由许多小晶体颗粒通过晶界连接在一起形成。
多晶锗的晶粒大小和晶界分布对材料的电学性能有着重要影响。
晶界是多晶材料中的缺陷区域，会影响晶体的导电性和载流子迁移率。
因此，在制备多晶锗材料时，需要控制晶粒尺寸和晶界数量，以提高材料的电学性能。
多晶锗常用于制备锗基光电器件、太阳能电池等。
单晶锗是指由一个完整的晶体颗粒组成的锗材料。
单晶锗具有高度的结晶度和均匀性，因此具有优异的电学性能。
单晶锗的晶体结构对材料的电子运动有重要影响。
在单晶锗中，晶体的排列规则更加有序，晶体内部没有晶界等缺陷，电子在晶体中的运动更加自由，因此具有更高的载流子迁移率和更低的电阻率。
单晶锗常用于制备高性能的集成电路、红外探测器等。
除了多晶锗和单晶锗，还有一种特殊的锗晶体类型，即锗纳米晶体。
锗纳米晶体是指晶体尺寸在纳米级别的锗材料。
由于其尺寸效应和量子限制效应的作用，锗纳米晶体具有与传统晶体材料不同的物理和化学性质。
锗纳米晶体具有更高的比表面积和更丰富的表面活性位点，因此在催化、光电子学和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
锗的晶体类型包括多晶锗、单晶锗和锗纳米晶体。
多晶锗适用于锗基光电器件和太阳能电池的制备，单晶锗适用于高性能集成电路和红外探测器的制备，锗纳米晶体具有独特的物理和化学性质，在催化、光电子学和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
锗的不同晶体类型在不同领域具有不同的应用价值，对于锗材料的研究和开发具有重要意义。
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锗的晶体类型
锗是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子、光电子、太阳能等领域。
锗晶体可以分为两种类型：立方晶系和钻石晶系。
立方晶系锗晶体具有八面体对称性，空间群为Fd3m。
其晶体结构类
似于钻石晶体，因此也被称为类钻石锗。
立方晶系锗晶体的密度为
5.323 g/cm^3，硬度为
6.5，折射率为4.002。
由于其晶体结构的特
殊性质，立方晶系锗晶体有很多独特的物理性质，例如高储能密度、
高热电效应等。
钻石晶系锗晶体具有四面体对称性，空间群为Td。
其晶体结构类似于金刚石，因此也被称为类金刚石锗。
钻石晶系锗晶体的密度为5.765
g/cm^3，硬度为7.5，折射率为4.0。
由于其晶体结构的紧密性，钻
石晶系锗晶体具有很高的光学和热学性能，可用于制备高温高压下的
新材料。
在实际应用中，立方晶系锗晶体常用于制备太阳能电池、光电探测器、高功率激光器、热电材料等；钻石晶系锗晶体则常用于制备高温高压
下的硬质材料、新型光电材料等。
总之，锗晶体是一种非常重要的半导体材料，其晶体类型的不同具有
很多强烈的物理性质变化，进而影响到其在不同应用领域的应用效果。