硫化锗

硫化锗具有独特的光学和电子变速性能，以及其高稳定性、储量丰富、环境友好、低毒等性能,更为重要的是其禁带宽度小，硫化锗薄膜具有吸收单电子的多态激子的潜力，有望应用于新型光电探测器件。 硫化锗，是一种半导体材料。由锗粉和硫蒸气或硫化氢和硫的混合气体反应制取，为锗冶金中间产品。硫化锗具有价廉无毒的特点，是制作下一代太阳电池的理想材料；而且它还能扩展锂离子电池的容量，为超级电容器增加存储。 中文名：硫化锗           英文名：germaniumdisulphide
分子式：GeS2            性状：白色粉末
溶解性：不溶于水和无机酸（包括强酸），易溶于热碱
稳定性：不稳定，高温易升华和被氧化，在潮湿空气或惰性气氛中离解
1、硫化锗，白色粉末。正交晶系结构。
2、密度2.19g/cm3。熔点800℃。
3、熔融态为鲜棕色透明体，熔点5.81g/cm3。
4、不溶于水和无机酸(包括强酸)，易溶于热碱，溶于氨或硫化二氨中生成亚酰胺锗。 硫化锗是高吸收微波辐射的物质，因此当采用微波辐射进行硫化挥发时，只有其中的硫化物选择性吸收微波辐射，产生瞬间高温，使锗与硫反应生成硫化锗，而硫化锗继续吸收微波辐射，达到升华和挥发的温度，微波辐射透射性很强，而且均匀，硫化锗的挥发效率高，也不会产生过高的局部高温，所得的主要是硫化锗，利于后续工序处理，较之烟化炉，回转窑的间接加热方式和通过介质进行热传导优越。 太阳能电池：美国北卡罗来纳州立大学的研究人员“培育”出一种粉红的金属硫化锗(GeS) “纳米花朵”，可以用来创建下一代太阳电池和超高密度的能量存储系统。科学家在熔炉中加热硫化锗粉末，直到它开始蒸发气化。一旦硫化锗粉末的粒子游离进入空中，便被吹到熔炉内温度相对低的区域，在那里沉淀固化为20～30 纳米厚、100纳米长的薄片。随着越来越多的薄片不断增加，它们开始相互分叉，形成一种看起来酷似花的结构，最终研制出硫化锗“纳米花朵”。它尽管很小，但花瓣的形状使其表面积变大，因此可储存不少的能量，有望带来一场电池革命。例如：应用于智能手机电池。

图：粉红的金属硫化锗(GeS)“纳米花朵”

硫化锗玻璃薄膜：使用氯化锗和正锗酸乙脂为溶胶凝胶先驱体, 用2 种不同的操作步骤制备溶胶, 采用旋转涂膜技术在单晶硅片和玻璃基片上制备硫化锗薄膜；Ge 硫系玻璃薄膜也可用真空镀膜技术如热蒸镀和离子溅射来制备, 这些薄膜在光电子领域有大量的应用。它的低声子能量和高折射率可导致低的非辐射衰减和大的发射截面, 从而获得较高增益，是光通信和光传感技术的高速发展和应用的很好的集成光学器件。 (1)将质量比为2:1的碳酸钙和纯度水平为99.5％的单质钙的混合物和质量比为4:3:3的纯度水平为99.9％的锗粉、二氧化锗、一氧化锗的混合物以摩尔比为1:1的量装载到石英管中，在真空封管机上排出至毫托压力，在真空下利用氢氧焰炬密封，在1000℃下退火20小时，冷却至室温后，将反应产物在20w％的HCl溶液中搅拌5天，温度控制在-20℃，得到产物后，依次用超纯水，甲醇洗涤，干燥得到纯化的锗多层石墨烯类似物GeH。 (2)将上述产物GeH和纯度水平为99.5％的硫粉以1:5的摩尔比添加到石英管中，利用真空封管机，在真空下密封，然后在800℃下退火8小时，冷却至室温后，依次用二硫化碳和超纯水洗涤，干燥，得到层状硫化锗。 [1]http://baike.baidu.com/link?url=y_QROLgcQ8uTLwX31Z-wPo1trauLjhn7RCg1nYXNglwUluM9gEf2tZlzD0DiursLnvqPKEq0rlOY2G61HCcMvotVidC9RN0xBX5wVa07UgfvjZqozQMX8T92SUR-M1qS
[2] 李忠东. 太阳能研究新成果[J]. 太阳能, 2013(2):39-41.
[3] 徐键, 夏海平, 张约品,等. 不同先驱体溶胶-凝胶法制备的硫化锗玻璃薄膜[J]. 硅酸盐学报, 2004, 32(8):1029-1032.

1.将锗与硫磺在1000℃直接合成；在硫化氢气流中将锗加热到850℃升华；在氢气流中使二硫化锗分解；使二硫化锗与锗一起共同加热；使硫化氢及氢在二氧化锗中反应等。

2.将5g二氧化锗置于250mL烧杯中，用水润湿，加入25mL 10mol/L氢氧化钠水溶液，平稳地加热。溶液冷却后，用6mol/L盐酸中和(不可沸腾，避免所生成的四氯化锗挥发)。继续加入盐酸直到已沉淀的氢氧化锗重新溶解为止。将约150mL透明溶液移至500mL三角烧瓶中，加入50mL浓盐酸(使溶液的酸度为3mol/L)。再加入25g 50％的次磷酸，在水浴上加热2～4h。将此溶液在水中冷却，用50～60mL浓氨水进行中和，直到所生成的氢氧化锗的沉淀不再消失。在加压下向此溶液通入硫化氢直至饱和。将生成的红棕色沉淀收集在古氏漏斗中，用以盐酸调至微酸性的水洗涤。在五氧化二磷上进行干燥。