ООО «Германий и приложения»

Основными продуктами проекта станут 4 вида германийсодержащих материалов:

• монокристаллический германий, применяемый в качестве заготовок для окон и линз инфракрасной оптики, электронных компонентов, подложек для эпитаксии;
• подложки и компоненты для инфракрасной оптики из поли- и монокристаллического германия, используемые в качестве основы для выращивания наногетероструктур в солнечной энергетике, для изготовления солнечных элементов;
• поликристаллический германий, являющийся исходным материалом для выращивания монокристаллов германия с заданными свойствами, пригодными для изготовления изделий ИК-оптики, полупроводниковых детекторов, подложек для солнечных батарей;
• диоксид германия (GeO2), используемый в качестве компонента катализатора при изготовлении синтетических волокон и других процессов органического синтеза, производстве специальных стекол с высоким коэффициентом преломления и прозрачностью в ИК-области спектра, косметологии и изготовлении эмалей и глазурей.

Германиевые заготовки — изготовленные из поли- или монокристаллического германия пластины, призмы, цилиндры, тела вращения с генерированной поверхностью, которые, после дополнительной обработки, могут быть использованы как оптические или электронные компоненты различных устройств. Заготовки могут иметь особенности: определенные фаски, линейный или нелинейный контур, отверстия и т.п.

В зависимости от назначения, для производства заготовок выбирается германий, имеющий P- или N- тип проводимости, определенным образом легированный и обладающий соответствующим удельным электрическим сопротивлением. Монокристаллический германий имеет определенную ориентацию.

Пропускание в диапазоне длин волн 3–10 мкм не менее 46% (для отполированного образца 10 мм толщины).

Дополнительная обработка, как правило, заключается в шлифовке и полировке поверхностей заготовки, а также в нанесении на эти поверхности специальных покрытий. Изделия — это оптические окна, линзы, подложки и т.д.

Окна и призмы из германия

Окна используются для защиты и изоляции системы от внешнего воздействия. Германиевые окна обеспечивают проникновение в систему только излучения ИК-диапазона.

Возможно изготовление заготовок для плоско-параллельных, клиновидных окон и окон Брюстера с различными особенностями. Толщина окон обычно больше 2 мм.

Пластины и подложки

Германиевые пластины — основа для производства различных подложек для разнообразных применений в солнечных батареях и в электронике. Толщина изготавливаемых пластин находится, обычно, в интервале 0,15–2 мм.

Линзы, купола и гипер- полусферы

Германиевые линзы — сферические и асферические — используются в различных оптических системах, работающих в ИК-диапазоне.

Возможно изготовление заготовок для плоско-выпуклых, плоско-вогнутых, двояко-выпуклых, двояко-вогнутых, выпукло-вогнутых линз, асферических линз, куполов и гипер- полусфер.

Заготовки из селенида цинка

Селенид цинка используется для изготовления оптических элементов: окон, линз, зеркал, призм, светоделителей и т.п. с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах и в широкополосных спектральных приборах, работающих в диапазоне от 0.6 до 19 микрон. Он также подходит для изготовления изображающей оптики.

Вследствие большей ширины запрещенной зоны, чем у германия, компоненты из селенида цинка могут использоваться при более высоких температурах (до 2000°С против 500°С).

Поликристаллический селенид цинка выращивается методом химического осаждения из газовой фазы (CVD — Сhemical Vapor Deposition) и имеет однородную структуру.

Германий, используемый для производства заготовок, это поли- или монокристаллический материал, свойства которого задаются при его производстве из т.н. ГПЗ (германия поликристаллического зонноочищенного). ГПЗ — стандартный материал, получаемый в результате химической переработки германиевого сырья и очистки слитка металлического германия до 99,9999%.

Монокристаллы германия требуемой ориентации выращивают из ГПЗ, который легируется тем или иным химическим элементом для задания определенного типа проводимости и придания монокристаллу других нужных свойств.

Основой получения поликристаллического материала, используемого, также как монокристаллы, в производстве заготовок, является ГПЗ, легированный, в зависимости от назначения, определенным элементом.

В ряде применений используется германий в виде порошка, гранул или кусочков германия. Гранулы и кусочки германия удобно использовать при нанесении покрытий на оптические компоненты. Порошок применяется как легирующая добавка.

Химические соединения германия. Основные химические соединения германия, имеющие разнообразное применение, — диоксид и тетрахлорид германия. Известны другие соединения, например, используемые в качестве медицинских препаратов, биодобавок, средств парфюмерии и косметики органические соединения германия. Германаты находят применение в светотехнике (люминофоры), есть и другие, менее распространенные применения.

Германиевое сырье и переработка отходов. Основным сырьем для производства германия и его химических соединений является германиевый концентрат — продукт специальной переработки германийсодержащего угля. Также в производстве германия используются порошки и суспензии, образующиеся при шлифовке и полировке германиевых заготовок и изделий, германиевый лом и содержащие германий отходы других производств. Вторичное использование германия играет большую роль в общем балансе производства и потребления этого дорогостоящего материала.