Германий, определение чистоты

ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО - простые вещества или соединения, жидкости, сплавы, смеси, содержащие примеси в таком количестве, которое не влияет на характерные свойства основного вещества. Предельное содержание примесей определяется свойствами, получением или использованием веществ и, как правило, составляет доли процента, даже меньше. Современная наука и техника предъявляют очень высокие требования к чистоте вещества. Например, в полупроводниках на сто миллионов атомов германия допускается лишь один атом примеси другого элемента (напр., бора). Ч. в. получают специальными методами зонной плавкой, вытягиванием монокристаллов и др. Определение Ч. в. отличается от определения чистоты реактивов химических. [c.286]

Германий особой чистоты, пригодный для использования в полупроводниковых приборах, получают специальными методами. Сначала германий подвергают фракционной перекристаллизации, при которой используются различия в растворимости примесей в твердой и жидкой фазах и малая скорость диффузии в твердой фазе. Затем вытягиванием из расплава полученных слитков чистейшего германия изготовляют монокристаллы. В процессе образования монокристаллов в германий вводят строго определенные дозы примесей для придания ему нужного вида проводимости (электронной или дырочной) и определенного значения удельной электропроводности. [c.206]

Метод применим для определения мышьяка в германии особой чистоты и пленках германия, легированных мышьяком. Определению мешают примеси 5, 5Ь и Р. [c.116]

Определению индия в указанных условиях не мешают в количествах, меньших 10 мкг, ионы Fe +, Си +, Sn +, Sb +, Т1 +, Au +, Hg +, Ge + и др., поэтому при анализе тетрахлорида германия особой чистоты отделять индий нет необходимости. [c.118]

Лодочка с металлическим германием движется с определенной скоростью в кварцевой трубе, снабженной кольцевым нагревателем. В небольшом пространстве, которое окружает нагреватель, развивается температура, достаточная для расплавления германия. Образующаяся в слитке узкая жидкая зона по мере продвижения лодочки передвигается из одного конца слитка к другому (на рисунке показано стрелкой). В Э ]ой движущейся жидкой зоне концентрируются примеси постепенно переходящие в тот конец слитка, который застывает пос.пед-ним. Для получения германия высокой чистоты эту операцию повторяют несколько раз или же проводят плавку в трубе с несколькими кольцевыми нагревателями, расположенными на определенном расстоянии друг от друга (рис. 82). [c.198]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ МЕДИ, СВИНЦА, ЦИНКА, НИКЕЛЯ, ЖЕЛЕЗА И СЕРЕБРА В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ГЕРМАНИИ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ [c.5]

Учитывая, что чувствительность осциллографического метода [1, 2] значительно выше обычного полярографического метода, мы поставили опыты с целью выяснения возмон ности определения примесей в металлическом германии высокой чистоты (до п 10 % Си, 7м II п 10 % РЬ, Ag, Ге + N1 каждого). [c.5]

Мы исследовали возможность определения микроколичеств кислорода в металлическом германии серным методом. В частности, в соответствии с требованиями к металлическому германию для изготовления детекторов, перед нами было поставлено задание — разработать методику определения до 2 10 % кислорода в металлическом германии высокой чистоты, т. е. 2 10 г кислорода в 1 г металла. Таким образом, необходимо было определить количества кислорода в 1000—10 ООО раз меньше, чем это делалось ранее при анализе других металлов. Принцип исследованного нами способа заключается в следующем германий в виде металла, а также в виде окислов реагирует с серой, превращаясь в сульфид. Большое сродство германия к сере при избытке последней обеспечивает полноту разложения окислов. Кислород содержится в форме сернистого ангидрида, который легче определить, чем воду при водородном методе, например, колориметрическим методом. Наиболее подходящей оказалась реакция с фуксином [3]. Расчет и экспериментальные исследования показали, что этой реакцией можно обнаружить 2 -10" % примеси кислорода при навеске порядка 1 г металла. [c.54]

При производстве и применении веществ высокой степени чистоты требуется определение исчезающе малых примесей. В этом случае задачей химического анализа является определение ультрамикроколичеств одних элементов в присутствии больших количеств других элементов, составляющих основную массу веществ. Например, в германии, идущем на изготовление полупроводниковых электронных приборов, может содержаться 10 % примесей других элементов. При этом в навеске 1 г находится только 10- г или 0,001 мкг примесей. Главную массу этих примесей составляют 3—4 элемента. Следовательно, при определении одного из этих элементов мы имеем дело лишь с чрезвычайно малыми долями микрограмма. Некоторые материалы, потребляемые атомной промышленностью, также должны быть предельно чистыми. Очевидно, что для анализа таких высокочистых материалов необходимы сверхчистые реактивы. Контроль производства веществ высокой чистоты должен основываться на методах, позволяющих определять предельно малое количество примесей. Общее представление о чувствительности определения и широте охвата элементов отдельными методами дает рис. 1.1. [c.14]

В современной металлургии используется для получения различных сплавов больше половины элементов периодической системы отдельные сплавы содержат более десяти компонентов, причем сплав может иметь необходимые свойства только при определенном процентном содержании этих компонентов. Ко многим материалам, например, к германию и кремнию для полупроводниковых изделий, урану, жаростойки.м металлам и сплавам техника предъявляет очень высокие требования в отношении чистоты, т. е. отсутствия следов примесей. Необходимость сложных исследований таких материалов стимулировала развитие теории и методов аналитической химии. [c.10]

Развитие этих отраслей промышленности, науки и народного хозяйства страны потребовало от аналитической химии новых совершенных методов анализа. Потребовались количественные определения содержания примесей на уровне 10 ...10 % и ниже. Оказалось, например, что содержание так называемых запрещенных примесей (Сс1, РЬ и др.) в материалах ракетной техники должно быть не выше 10 %, содержание гафния в цирконии, используемом в качестве конструкционного материала в атомной технике, должно быть меньше 0,01%, а в материалах полупроводниковой техники примеси должны составлять не более 10 "%. Известно, что полупроводниковые свойства германия обнаружились только после того, как были получены образцы этого элемента высокой степени чистоты. Цирконий был вначале забракован в качестве конструкционного материала в атомной промышленности на том основании, что сам быстро становился радиоактивным, хотя по теоретическим расчетам этого не должно было быть. Позднее выяснилось, что радиоактивным становился не цирконий, а обычный спутник циркония — гафний. В настоящее время цирконий научились получать без примеси гафния, и он эффективно используется в атомной промышленности. [c.12]

С целью убыстрения процесса очистки применяют установки, снабженные серией нагревательных элементов, В этом случае в слитке одновременно возникает несколько зон плавления (по числу нагревателей). Эти зоны следуют одна за другой с определенным интервалом. Поступают и так серия нагревателей остается неподвижной, а лодочка со слитком медленно продвигается сквозь зоны нагрева (рис. ХХ-4). Метод зонной плавки высокоэффективен. Им удается очистить, например, германий от примесей фосфора, мышьяка и сурьмы до одного атома примеси на Ю атомов германия (чистота получаемых металлов 99, 999 999 9% Ое, 99, 999 99% Аи и т. д.). [c.461]

Определение хрома с применением дифенилкарбазида проводят при анализе алюминия (предел обнаружения Сг 1-10 %, относительная ошибка 20%) [151, 828], бериллия высокой чистоты [965], никеля [251, германия и его соединений (предел обнаружения Сг 3-10 % при навеске 2 г) [298], титана особой чистоты [301], иодидов и хлоридов щелочных металлов [281], соединений молибдена [1120], тантала (предел обнаружения Сг 1 -10 %) [299], олова [347], сурьмы (предел обнаружения Сг 1-10 %) [300], редкоземельных элементов повышенной чистоты [108], рения и его соединений [384], металлической ртути (предел обнаружения 5- [c.45]

Для определения малых количеств мышьяка в германии часто используются нейтронно-активационные методы [669, 948, 1081]. В этих методах не требуется использования реактивов высокой чистоты. Чувствительность метода 0,001 мкг As. [c.163]

Многие химические методы стали классическими и хорошо проверены. Тем не менее они не всегда удовлетворяют современным требованиям, особенно при проверке чистоты вещества. Например, в расщепляющихся материалах содержание бора, кадмия и других примесей не должно превышать миллионных долей процента. Цирконий не может быть использован в атомных реакторах, если он содержит примеси гафния. Германий пригоден для изготовления полупроводников, если на 10 млн. его атомов приходится не более одного атома примесей — фосфора, мышьяка или сурьмы. Большинство химических методов по чувствительности не достаточны для обнаружения или количественного определения таких примесей. Этим требованиям в значительной степени удовлетворяют некоторые физические и физико-химические методы. [c.6]

В первую пору применения германия в качестве полупроводника его анализ производили главным образом химическими (фотометрическими) методами, как видно из краткого обзора относящейся к этому литературы (1]. В последующее время для анализа чистого германия и его соединений все в большей степени применяют физические методы, которые позволяют определять меньшие абсолютные количества элементов [2]. Это соответствует общей тенденции развития анализа материалов высокой чистоты, вызванной повышением требований к чувствительности методов определения [3]. Однако химические методы не теряют своего значения для промежуточного контроля, при содержании примесей в соединениях германия. 10 %, так как о и проще и доступнее, чем некоторые физические методы. Для анализа технических продуктов, например технической двуокиси германия, предпочтение отдается химическим методам [4]. [c.111]

В результате все возрастающего применения элементарного бора в, полупроводниковой и ракетной технике, ядерной энергетике, требования к его чистоте значительно повысились. В настоящее время необходимо осуществлять контроль примесей при содержаниях порядка Ю " —10 7о-Поэтому чувствительность применяемых методов должна соответствовать этой величине. Прямое спектральное определение Са, А1, 51, Ре. Си, Мд, 5п, Т1 и Сг в боре при возбуждении спектра в дуге переменного тока в атмосфере воздуха не приводит к желаемым результатам [1], чувствительность определения не превышает 10 2%. Это обусловлено мешающим влиянием спектра молекулы бора, который расположен в области аналитических линий большинства примесей. Однако чувствительность может быть доведена до пЛО- % за счет применения в качестве источника возбуждения дуги постоянного тока (г = 14 а) и проведения анализа в токе азота, что способствует ослаблению интенсивности молекулярного спектра [2]. Для этих целей используют специальное приспособление, обеспечивающее в процессе сжигания образцов в дуге равномерную циркуляцию азота вокруг угольных электродов. Спектр фотографируют на спектрографе ИСП-22 при ширине щели прибора 0,01 мм и величине межэлектродного промежутка 4 мм. Экспозиция составляет 60 сек. Внутренним стандартом служит германий, вводимый в образцы в смеси с угольным порошком. Концентрацию примесей находят по градуировочным графикам, построенным по эталонам, которые приготовляют путем введения в чистую основу (бор) известного количества определяемых элементов. [c.482]

Извлечение германия осуществляется преимущественно в виде летучего соединения ОеСЦ, которое после тщательной очистки от посторонних примесей гидролизуется с образованием двуокиси герма ния высокой чистоты, последняя восстанавливается водородом до элементарного германия. Для повышения степени чистоты германия, в соответствии с требованиями полупроводниковой электроники, его подвергают металлургической очистке методами зонной плавки или направленной кристаллизации с последующим получением в виде монокристаллов. Эти методы основаны на различной растворимости примесей в жидком и твердом германии. Плавление германия осуществляется в атмосфере защитного газа Нг, N2, Не, Аг. Для придания германию определенных электрических свойств в расплав чистого германия при вытягивании монокристаллов вводят в незначительном количестве (10 —10 1зт. %) донорные (Аз, 5Ь, Р) или акщапторяые (В, А1, (За, 1п) примеси. [c.103]

Определение микропримесей в двуокиси германия и металлическом германии высокой чистоты. — Об. научн. тр. Гиредмета,. т. 2. М., Металлу гиздат, 1959, 77—96. Библиогр. 25 назв. [c.9]

Экстракция с использованием КаВВС была применена для выделения мышьяка из германия высокой чистоты [343, 868], из металлического бериллия [1465] и селена [1290]. Экстракция субстехиометрическим количеством диэтилдитиокарбамата цинка использовалась для определения следов мышьяка в полупроводниковом кремнии [1648]. [c.233]

ЭТИ методы не пригодны для исследования образцов германия высокой чистоты. Если после многократной переплавки и кристаллизации металла в вакууме в германии остается водород, то его нельзя будет выделить еще одной вакуумной плавкой (или нагреванием) прп анализе. Следовательно, необходимо было разработать более совернгенный метод выделения водорода из металлического германия. Мы применили сжигание металла в струе кислорода при этом водород сгорает в воду. Наряду с этим возникла задача определения крайне малых количеств водорода в форме воды. [c.37]

ПОЛУПРОВОДНИКИ — вещества с электронной проводимостью, величина электропроводности которых лежит между электропроводностью металлов и изоляторов. Характерной особенностью П. является положительный температурный коэффициент электропроводности (в отличие от металлов). Электропроводность П. зависит от температуры, количества и природы примесей, влияния электрического поля, света и других внешних факторов. К П. относятся простые вещества — бор, углерод (алмаз), кремний, германий, олово (серое), селен, теллур, а также соединения — карбид кремния, соединения типа filmen (инднй — сурьма, индий — мышьяк, галлий — сурьма, алюминий — сурьма), соединения двух или трех элементов, в состав которых входит хотя бы один элемент IV—VII групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева, некоторые органические вещества — полицены, азоаромати-ческие соединения, фталоцианин, некоторые свободные радикалы и др. К чистоте полупроводниковых материалов предъявляют повышенные требования, например, в германии контролируют примеси 40 элементов, в кремнии — 27 элементов и т. д. Тем не менее некоторые примеси придают П. определенные свойства и тип проводимости, а потому и являются необходимыми. Содержание примесей не должно превышать 10 —Ш %. П. применяются в приборах в виде монокристаллов с точно определенным содержанием примесей. Применение П. в различных отраслях техники, в радиотехнике, автоматике необычайно возросло в связи с большими преимуществами полупроводниковых приборов — они экономичны, надежны, имеют высокий КПД, малые размеры и др. [c.200]

Благодаря высокой чувствительности активационный анализ находит широкое применение в разработке методов получения и контроля производства веществ высокой степени чистоты, так необходимых сейчас во многих областях науки и техники, в частности, в полупроводниковой промышленности. Особенно эффективным является активационное определение содержания в кремнии и германии ряда примесей, наличие которых оказывает существенное влияние на электрофизические характеристики полупроводников. К таким примесям относится, например, индий и сурьма. Как следует из табл. 13, радиоактивацион-иые методы определения этих элементов характеризуются исключительно высокой чувствительностью. [c.168]

Метод Вашака и Шедивеца с применением пиридинового раствора диэтилдитиокарбамината серебра используется для определения мышьяка в чугуне, железе и сталях [1173], пиритах и огарках [1037, 1038], свинце высокой чистоты [850] и в металлическом свинце [799], нефтепродуктах [485, 862, 995], меди и ее солях [799, 912], пищевых продуктах [1118], природных водах и рассолах [673, 958, 1099, 1144], органических соединениях [787, 802], силикатных материалах [781], сере [509, 1096], поваренной соли [958], двуокиси германия [343, 670], олове, висмуте, селене и теллуре [799], серной [799], фосфорной [839] и азотной [621] кислотах, вольфрамовом ангидриде и вольфрамовой кислоте [536], плавиковой [621, 911] и соляной [621] кислотах, воздухе [1059], отопительном газе [1179], бромистоводородной кислоте и фторидах металлов [911], биологических материалах [824]. [c.72]

Фирма Hagenuk GmbH (Германия) разработала и изготовила передвижную электротехническую лабораторию для контроля чистоты фунтовой воды и индустриальных стоков, а также определения содержания нефти в воде и почве. [c.624]

Определение германия в индии высокой чистоты может быть произведено с отделением избытка индия экстракцией четыреххлористым углеродом из среды 9 М HG1 [26]. Полярографирование проводится на фоне 0,2М Nag Og + 0,025 М комплексона III. Чувствительность методики при вьшолнении анализа из навески в 1 г достигает 5-10 %. [c.162]

В 40—50-е годы прогресс советской аналитической химии чистых веществ был прежде всего связан с развитием атомной промышленности, которой необходимы высокочистые уран, цирконий, ниобий и другие металлы, а также графит. В этой области активно работали многие химики-аналитики, например П. Н. Палей. В 60-е годы или несколько раньше еще более чистые вещества потребовались электронной технике — германий, кремний, арсенид галлия и другие иолупроводники. Необходимо было наладить производство люминофоров, сцннтилляционных материалов, которые также должны отвечать жестким требованиям к чистоте. Перед химической промышленностью была поставлена задача изготовления особо чистых химических реактивов и большого числа чистых вспомогательных веществ. Стали существенно более чистыми металлы и сплавы, в частности применяемые как жаропрочные и химически стойкие. Аналитическая химия была призвана обеспечить новые области техники эффективными методами контроля. Главное требование состояло в нахождении способов определения ничтожных примесей в веществах содержание примесей часто составляет 10 —10-3%. Решение этой задачи требовало снижения предела обнаружения элементов во много раз. [c.106]

Угольную дугу в атмосфере аргона при испарении пробы из канала электрода использовали для определения примесей ряда элементов (10" —10- %) в закиси-окиси урана [1190], в полупроводниковых Материалах- кремнии [1449] и карбиде кремния [115] (предотвращалось образование молекул 510, дающих интенсивный фон), в кварце высокой чистоты [1431], для обнаружения трудновозбудимых элементов в двуокиси германия [957]. Малые абсолютные содержания многих элементов (10 —10 г) определяли при анализе сухих остатков растворов, помещенных на торцевые поверхности угольных (графитовых) электродов дуги Ьеременного тока [967] и сильноточной импульсной дуги постоянного тока [1428]. В аргоновой атмосфере проводили дуговой анализ растворов, вводимых в разряд с помощью фульгуратора [1317], определение газов в металлах и сплавах в униполярной дуге 773], а также примесей трудновозбудимых элементов Аз, Сд, 2п ( О —Ю %) в окислах никел и кобальта С помощью глобульной дуги [890]. - [c.171]

В настоящей главе рассмотрены методы концентрирования, в которых используются процессы разделения (см. табл. 30 группу 2), основанные на распределении примесей между твердым веществом и его расплавом. Сюда же следует отнести также избирательную экстракцию примесей соответствующими растворителями из диспергированных твердых веществ, которую широко применяют в препаративной органической химии. Иногда коэффициент диффузии примеси в твердой основе аномально велик и тогда для дополнительной очистки материала используют экстракцию примеси расплавом подходящего состава, например, при очистке тонких слоев германия от следов меди (метод гетерирования) [671]. Но в аналитической химии экстракцию примесей растворителями (избирательное растворение) или расплавами из твердой пробы при малом содержании примесных элементов почти не применяют из-за невозможности добиться полного и воспроизводимого извлечения примесей в жидкую фазу и из-за малой степени разделения веществ. Экстрагирование Н3ВО3 водой из сухого остатка ЗЮг при анализе кремния полупроводниковой чистоты [1286] с последующим эмиссионно-спектральным определением бора в растворе — один из примеров удачного использования метода избирательного растворения в пределах 10"" —10 % В. [c.257]

Из ряда работ по радиоактивациопному анализу следует упомянуть об исследованиях, посвященных определению в различных объектах тех примесей, которые мы определяли в германии. Медь определялась радиоактивационным методом в различных объектах биологических материалах, люминофорах, магнии, алюминии, серебре. В металлическом магнии высокой чистоты было найдено 6-10 г Си [5]. [c.59]

Производство и применение веществ высокой степени чистоты связано с анализом исчезающе малых примесей. Таким образом, перед химическим анализом возникла задача определения ультра-ми к роколичеств одних элементов в присутствии больших количеств других элементов, составляющих основную массу вещества . Например, в германии, идущем на изготовление полупроводниковых электронных приборов, должно содержаться не более 10 % примесей других элементов. При этом в навеске 1 г находится только 10 г или 0,001 мкг примесей. Главную массу этих примесей составляют 3—4 элемента. Следовательно, при определении одного из этих элементов мы имеем дело лишь с чрезвычайно малы- ми долями микрограмма. Некоторые материалы, потребляемые атомной промышленностью, также должны быть предельно чи-К стыми. Очевидно, что для анализа таких высокочистых материалов Необходимы сверхчистые реактивы . [c.17]