Germanium

Le germanium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Ge et de numéro atomique 32. Il peut être trouvé en beaucoup d'endroits. Actuellement, il est récupéré comme sous-produit à partir de minerais de zinc sphalérite. Il est présent dans la germanite, la renierite, l'argyrodite et dans d'autres minerais, qui ne sont pas exploités.


C'est un métalloïde semi-conducteur qui possède la structure du diamant.
C'est un élément rare dont la teneur dans la croûte terrestre est très faible.
On le trouve à l'état de trace dans les cendres de certains types de charbon (nommés "vitrain") après affinage de ceux-ci. En France, il est aussi présent dans des filons Pb-Zn.
La quasi-totalité du germanium est récupérée dans les fonderies de zinc (sous-produit de fusion).
Les premiers transistors avaient comme substrat le germanium.
C'est le savant allemand Clemens Winkler qui a découvert le germanium le 6 février 1886. Il l'a isolé et identifié à partir du minéral argyrodite provenant de la mine d'argent Himmelsfürst près de Freiberg (Saxe). Winkler a nommé le nouvel élément du nom de sa patrie, par analogie avec le nom de Gallium (dérivé de Gaule) choisi par le savant français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran.
Jusque durant la Seconde Guerre mondiale, le cartel chimique allemand Bayer devait payer des redevances à Rhône-Poulenc selon un accord signé le 24 novembre 1929 sur la mise en commun des brevets sur le germanium et Moranyl.
La production mondiale en 2004 était estimée à 40 t (Chine, USA, etc). La Chine produit en 2006 79% de l'approvisionnement mondial.

Quelques applications

L'effet transistor a été observé en 1948 dans du germanium. Il a servi de substrat semi-conducteur jusqu'à ce que le silicium le remplace, vers les années 1970.
Des transistors au germanium sont encore employés de nos jours comme composants principaux de certaines pédales d'effet pour guitare électrique, dites "fuzz", pour leur sonorité particulière et très appréciée des amateurs de sons "70's".
Aujourd'hui, il est plus utilisé dans le domaine des hautes fréquences, pour la réalisation de diodes à faible chute du poste à diode et dans les cellules photovoltaïques multi-jonction pour utilisations spatiale et terrestre après concentration.
On le trouve également à l'état d'alliage ou de multicouches avec le silicium (SiGe).

Sa seconde utilisation se trouve dans les verres, grâce à sa transparence à l'infrarouge. La structure du germanium ne peut être détruite par le rayonnement neutronique, comme pour l'acier. Par contre, l'irradiation aux neutrons rapides introduit des défauts ponctuels qui recuisent vers 200°C.

En 2007, les applications principales étaient la fabrication de fibres optiques (35%), l'optique dans le domaine de l'infrarouge (20%), les catalyseurs (20%), l'électronique (15%) et certains types de cellules photovoltaïques.

Dans les années 1980, le germanium était considéré comme l'une des huit matières premières stratégiques indispensables en temps de guerre comme en temps de paix.

Santé

La FNCLCC (Fédération française des centres de lutte contre le cancer) rappelle pour sa part que le germanium a des effets toxiques graves sur les nerfs et surtout les reins, certains ayant entraîné la mort par insuffisance rénale. C'est donc un produit inactif et toxique.
Il est principalement contenu dans l'ail, les grosses racines de ginseng de Corée, les champignons du genre Ganoderma (Ling Shing), l'algue Chlorella et dans la boisson traditionnelle 'kombucha".

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