Germanium: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Wiz Qyurei (bicara | kontrib) Tidak ada ringkasan suntingan Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan |
Wagino Bot (bicara | kontrib) |
||
| (3 revisi perantara oleh satu pengguna lainnya tidak ditampilkan) | |||
Baris 47:
Perkembangan [[transistor]] germanium pada tahun 1948<ref>{{cite journal |journal = Physical Review |volume = 74 |issue = 2 |pages = 230–231 |title = The Transistor, A Semi-Conductor Triode |first = J. |last = Bardeen |author2=Brattain, W. H. |year = 1948 |doi = 10.1103/PhysRev.74.230 |bibcode = 1948PhRv...74..230B }}</ref> membuka pintu bagi berbagai aplikasi [[elektronika benda padat]] yang tak terhitung jumlahnya.<ref>{{cite web |title = Electronics History 4 – Transistors |url = http://www.greatachievements.org/?id=3967 |publisher = National Academy of Engineering |access-date = 12 Juli 2023 |archive-date = 20 Oktober 2007 |archive-url = https://web.archive.org/web/20071020030644/http://www.greatachievements.org/?id=3967 |url-status = live }}</ref> Dari tahun 1950 hingga awal 1970-an, area ini menyediakan pasar yang meningkat untuk germanium, tetapi kemudian silikon dengan kemurnian tinggi mulai menggantikan germanium dalam transistor, dioda, dan [[penyearah]].<ref name="usgs">{{cite journal |title=Germanium – Statistics and Information |author=[[Survei Geologi Amerika Serikat|U.S. Geological Survey]] |year=2008 |journal=U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries |url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/ |quote=Select 2008 |access-date=12 Juli 2023 |archive-date=16 September 2008 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080916115005/http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/ |url-status=live }}</ref> Misalnya, perusahaan yang menjadi [[Fairchild Semiconductor]] didirikan pada tahun 1957 dengan tujuan memproduksi transistor silikon. Silikon memiliki sifat kelistrikan yang unggul, tetapi membutuhkan kemurnian yang jauh lebih besar yang tidak dapat dicapai secara komersial pada tahun-tahun [[elektronika benda padat|elektronika semikonduktor]] awal.<ref>{{cite journal|journal=IEEE Transactions on Electron Devices|volume = ED-23|issue = 7|date=Juli 1976|title = Single Crystals of Germanium and Silicon-Basic to the Transistor and Integrated Circuit|first = Gordon K.|last = Teal |pages = 621–639|doi=10.1109/T-ED.1976.18464|bibcode=1976ITED...23..621T|s2cid = 11910543}}</ref>
Sementara itu, permintaan germanium untuk jaringan komunikasi [[serat optik]], sistem [[penglihatan]] malam inframerah, dan [[katalisis|katalis]] [[polimerisasi]] meningkat drastis.<ref name="acs" /> Penggunaan akhir ini mewakili 85% dari konsumsi germanium di seluruh dunia pada tahun 2000.<ref name="usgs" /> Pemerintah Amerika Serikat bahkan menetapkan germanium sebagai bahan yang strategis dan penting, meminta pasokan sebesar 146 [[
Germanium berbeda dari silikon karena pasokannya dibatasi oleh ketersediaan sumber yang dapat dieksploitasi, sedangkan pasokan silikon hanya dibatasi oleh kapasitas produksi karena silikon berasal dari pasir dan [[kuarsa]] biasa. Harga germanium hampir mencapai AS$800 per kilogram pada tahun 1998,<ref name="acs" /> sementara silikon dapat dibeli dengan harga kurang dari AS$10 per kilogram.<ref name="acs" />
Baris 96:
Germanium elemental akan mulai teroksidasi perlahan di udara pada suhu sekitar 250 °C, membentuk [[germanium dioksida|GeO<sub>2</sub>]].<ref>{{cite journal|doi=10.1016/S0169-4332(98)00251-7|title=KRXPS study of the oxidation of Ge(001) surface|date=1998|author=Tabet, N|journal=Applied Surface Science|volume=134|issue=1–4|pages=275–282|bibcode = 1998ApSS..134..275T|last2=Salim|first2=Mushtaq A. }}</ref> Germanium tidak larut dalam [[asam]] dan [[alkali]] encer tetapi larut perlahan dalam asam sulfat dan nitrat pekat panas serta bereaksi hebat dengan alkali cair untuk menghasilkan [[germanat]] ({{chem|[GeO|3|]|2−}}). Germanium sebagian besar terjadi dalam [[bilangan oksidasi|keadaan oksidasi]] +4, meskipun banyak senyawa +2 yang diketahui.<ref name = "Greenwood">{{Greenwood&Earnshaw}}</ref> Keadaan oksidasi lainnya jarang terlihat: +3 ditemukan dalam senyawa seperti Ge<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub>, serta +3 dan +1 ditemukan pada permukaan germanium oksida,<ref>{{cite journal|doi=10.1016/S0368-2048(98)00451-4|title=XPS study of the growth kinetics of thin films obtained by thermal oxidation of germanium substrates|first3=A. L.|last3=Al-Oteibi|first2=M. A.|date=1999|last2=Salim|author=Tabet, N|journal=Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena|volume=101–103|pages=233–238}}</ref> atau keadaan oksidasi negatif dalam [[germanida]], seperti −4 dalam {{chem|Mg|2|Ge}}. Anion gugus germanium (ion [[Fase Zintl|Zintl]]) seperti Ge<sub>4</sub><sup>2−</sup>, Ge<sub>9</sub><sup>4−</sup>, Ge<sub>9</sub><sup>2−</sup>, [(Ge<sub>9</sub>)<sub>2</sub>]<sup>6−</sup> telah dibuat melalui ekstraksi dari paduan yang mengandung logam alkali dan germanium dalam amonia cair dengan adanya [[etilendiamina|etilenadiamina]] atau sebuah [[kriptan]].<ref name = "Greenwood" /><ref>{{cite journal|title=Oxidative Coupling of Deltahedral [Ge<sub>9</sub>]<sup>4−</sup> Zintl Ions|first1 = Li|last1 = Xu|last2=Sevov| first2=Slavi C.|journal=J. Am. Chem. Soc.|date = 1999|volume = 121| issue = 39|pages = 9245–9246|doi = 10.1021/ja992269s}}</ref> Bilangan oksidasi germanium dalam ion ini bukanlah bilangan bulat—mirip dengan [[ozonida]] O<sub>3</sub><sup>−</sup>.
Dua [[oksida]] germanium telah diketahui: [[germanium dioksida]] ({{chem|GeO|2}}, germania) dan [[germanium monoksida]], ({{chem|GeO}}).<ref name="HollemanAF">{{cite book|last = Holleman|first = A. F.|author2=Wiberg, E.|author3=Wiberg, N.|title=Lehrbuch der Anorganischen Chemie|edition=102|publisher=de Gruyter|date=2007|isbn=978-3-11-017770-1|oclc = 145623740}}</ref> Dioksida, GeO<sub>2</sub> dapat diperoleh dengan memanggang [[germanium disulfida]] ({{chem|GeS|2}}), dan merupakan bubuk putih yang hanya sedikit larut dalam air tetapi bereaksi dengan alkali untuk membentuk germanat.<ref name="HollemanAF" /> Monoksida, germanoksida, dapat diperoleh melalui reaksi GeO<sub>2</sub> dengan logam Ge pada suhu tinggi.<ref name="HollemanAF" /> Dioksida (dan oksida serta germanat terkait) menunjukkan sifat yang tidak biasa, yaitu memiliki [[indeks bias]] tinggi untuk cahaya tampak tetapi transparan terhadap cahaya [[inframerah]].<ref>{{cite journal|doi = 10.1111/j.1151-2916.2002.tb00594.x|title = Infrared Transparent Germanate Glass-Ceramics|first = Shyam S.|last = Bayya|author2=Sanghera, Jasbinder S.|author3=Aggarwal, Ishwar D.|author4=Wojcik, Joshua A.|journal = Journal of the American Ceramic Society|volume = 85|issue = 12|pages= 3114–3116|date = 2002}}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1007/BF00614256|title = Infrared reflectance and transmission spectra of germanium dioxide and its hydrolysis products|url = https://archive.org/details/sim_journal-of-applied-spectroscopy_1975-02_22_2/page/n54|date = 1975 |last1 = Drugoveiko|first1 = O. P.|journal = Journal of Applied Spectroscopy|volume = 22|issue = 2|pages = 191–193|last2 = Evstrop'ev|first2 = K. K.|last3 = Kondrat'eva|first3 = B. S.|last4 = Petrov|first4 = Yu. A.|last5 = Shevyakov|first5 = A. M.|bibcode=1975JApSp..22..191D|s2cid = 97581394}}</ref> [[Bismut germanat]], Bi<sub>4</sub>Ge<sub>3</sub>O<sub>12</sub>, (BGO) digunakan sebagai [[sintilator]].<ref name="BGO">{{cite journal|title = A Bismuth Germanate-Avalanche Photodiode Module Designed for Use in High Resolution Positron Emission Tomography|last = Lightstone|first = A. W.|author2=McIntyre, R. J.|author3=Lecomte, R.|author4=Schmitt, D.|journal = IEEE Transactions on Nuclear Science| date = 1986|volume =33|issue= 1|pages = 456–459|doi =10.1109/TNS.1986.4337142|bibcode = 1986ITNS...33..456L |s2cid = 682173}}</ref>
[[Senyawa biner]] dengan [[kalkogen]] lain juga dikenal, seperti di[[sulfida]] ({{chem|GeS|2}}) dan di[[selenida]] ({{chem|GeSe|2}}), serta [[germanium monosulfida|monosulfida]] (GeS), monoselenida (GeSe), dan mono[[telurida]] (GeTe).<ref name = "Greenwood" /> GeS<sub>2</sub> terbentuk sebagai endapan putih ketika hidrogen sulfida dialirkan melalui larutan asam kuat yang mengandung Ge(IV).<ref name = "Greenwood" /> Disulfida cukup larut dalam air dan dalam larutan alkali kaustik atau sulfida alkali. Namun demikian, ia tidak larut dalam air asam, yang memungkinkan Winkler menemukan unsur ini.<ref>{{cite journal|first =Otto H.|last = Johnson|title = Germanium and its Inorganic Compounds|journal = Chem. Rev.|date = 1952|volume= 51|issue =3| pages=431–469|doi = 10.1021/cr60160a002}}</ref> Dengan memanaskan disulfida dalam arus [[hidrogen]], monosulfida (GeS) akan terbentuk, yang menyublim dalam pelat tipis berwarna gelap dengan kilauan logam, dan larut dalam larutan alkali kaustik.<ref name="HollemanAF" /> Setelah melebur dengan [[Logam alkali#Senyawa|karbonat alkali]] dan [[belerang]], senyawa germanium membentuk garam yang dikenal sebagai tiogermanat.<ref>{{cite journal|doi=10.1039/a703634e|title=First synthesis of mesostructured thiogermanates|date=1997|last1 = Fröba|first1 = Michael |journal=Chemical Communications|issue=18|pages=1729–1730|last2=Oberender|first2=Nadine}}</ref>
Baris 222:
Germanium muncul sebagai bahan penting dalam [[spintronika]] dan aplikasi [[komputasi kuantum]] berbasis spin. Pada tahun 2010, para peneliti mendemonstrasikan transpor spin suhu kamar<ref>{{Cite journal|last1=Shen|first1=C.|last2=Trypiniotis|first2=T.|last3=Lee|first3=K. Y.|last4=Holmes|first4=S. N.|last5=Mansell|first5=R.|last6=Husain|first6=M.|last7=Shah|first7=V.|last8=Li|first8=X. V.|last9=Kurebayashi|first9=H.|date=18 Oktober 2010|title=Spin transport in germanium at room temperature|journal=Applied Physics Letters|volume=97|issue=16|page=162104|doi=10.1063/1.3505337|issn=0003-6951|bibcode=2010ApPhL..97p2104S|url=https://eprints.soton.ac.uk/271616/1/Gespin.pdf|access-date=13 Juli 2023|archive-date=22 September 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20170922180043/https://eprints.soton.ac.uk/271616/1/Gespin.pdf|url-status=live}}</ref> dan baru-baru ini spin elektron donor pada germanium telah terbukti memiliki [[waktu koherensi]] yang sangat lama.<ref>{{Cite journal|last1=Sigillito|first1=A. J.|last2=Jock|first2=R. M.|last3=Tyryshkin|first3=A. M.|last4=Beeman|first4=J. W.|last5=Haller|first5=E. E.|last6=Itoh|first6=K. M.|last7=Lyon|first7=S. A.|date=7 Desember 2015|title=Electron Spin Coherence of Shallow Donors in Natural and Isotopically Enriched Germanium|journal=Physical Review Letters|volume=115|issue=24|pages=247601|doi=10.1103/PhysRevLett.115.247601|pmid=26705654|arxiv=1506.05767|bibcode=2015PhRvL.115x7601S|s2cid=13299377}}</ref>
==Kepentingan strategis==
Karena penggunaannya dalam elektronika dan optika canggih, germanium dianggap sebagai unsur kritis teknologi (misalnya oleh [[Uni Eropa]]), penting untuk memenuhi [[transisi energi|transisi hijau dan digital]]. Karena [[Tiongkok]] menguasai 60% produksi germanium global, Tiongkok memegang posisi dominan atas rantai pasokan dunia. Pada 3 Juli 2023, Tiongkok tiba-tiba memberlakukan pembatasan ekspor germanium (dan [[galium]]), meningkatkan ketegangan perdagangan dengan sekutu Barat. Meminta "kepentingan keamanan nasional", Kementerian Perdagangan Tiongkok menginformasikan bahwa perusahaan yang berniat menjual produk yang mengandung germanium memerlukan lisensi ekspor.{{NoteTag|Produk/senyawa yang ditargetkan adalah: germanium dioksida, substrat pertumbuhan germanium epitaksial, ingot germanium, logam germanium, germanium tetraklorida, dan seng germanium fosfida.}} Tiongkok melihat produk seperti itu sebagai barang "penggunaan ganda" yang mungkin memiliki tujuan militer sehingga membutuhkan pengawasan ekstra. Perselisihan baru membuka babak baru dalam perlombaan teknologi yang semakin sengit yang mengadu Amerika Serikat, dan pada tingkat yang lebih rendah Eropa, melawan Tiongkok. [[Amerika Serikat|A.S.]] ingin sekutunya untuk mengekang, atau benar-benar melarang, komponen elektronik canggih yang terikat ke pasar Tiongkok untuk mencegah Beijing mengamankan supremasi teknologi global dan menantang tatanan internasional yang dipimpin Barat. Tiongkok membantah niat [[:en:Tit for tat|tit-for-tat]] di balik pembatasan ekspor germanium.<ref>[https://www.euronews.com/my-europe/2023/07/04/china-restricts-exports-of-two-metals-that-the-eu-considers-of-strategic-importance China restricts exports of two metals that the EU considers of 'strategic' importance] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20230706041641/https://www.euronews.com/my-europe/2023/07/04/china-restricts-exports-of-two-metals-that-the-eu-considers-of-strategic-importance |date=2023-07-06 }}, Euronews, 4 Juli 2023.</ref><ref>[https://edition.cnn.com/2023/07/03/business/germanium-gallium-china-export-restrictions/index.html China hits back in the chip war, imposing export curbs on crucial raw materials] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20230705115922/https://edition.cnn.com/2023/07/03/business/germanium-gallium-china-export-restrictions/index.html |date=2023-07-05 }}, CNN, 3 Juli 2023.</ref><ref>[https://www.reuters.com/markets/commodities/china-restrict-exports-chipmaking-materials-us-mulls-new-curbs-2023-07-04/ China to restrict exports of chipmaking materials as US mulls new curbs] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20230705230518/https://www.reuters.com/markets/commodities/china-restrict-exports-chipmaking-materials-us-mulls-new-curbs-2023-07-04/ |date=2023-07-05 }}, Reuters, 4 Juli 2023.</ref> Setelah pembatasan ekspor Tiongkok, perusahaan milik negara Rusia [[Rostec]] mengumumkan peningkatan produksi germanium untuk memenuhi permintaan domestik.<ref>{{Cite web|url= https://asia.nikkei.com/Economy/Trade/Russian-firm-says-ready-to-boost-germanium-output-for-domestic-use|title= Russian firm says ready to boost germanium output for domestic use|work= Reuters|date= 5 Juli 2023|access-date= 2023-07-13|archive-date= 2023-07-24|archive-url= https://web.archive.org/web/20230724221011/https://asia.nikkei.com/Economy/Trade/Russian-firm-says-ready-to-boost-germanium-output-for-domestic-use|dead-url= no}}</ref>
==Germanium dan kesehatan==
Germanium tidak dianggap penting untuk kesehatan tumbuhan atau hewan.<ref name="American Cancer Society" /> Germanium di lingkungan memiliki sedikit atau tidak ada dampak kesehatan. Hal ini dikarenakan terutama karena ia biasanya hanya terjadi sebagai unsur jejak dalam bijih dan bahan ber[[karbon]], serta berbagai aplikasi industri dan elektronik melibatkan jumlah yang sangat kecil yang tidak mungkin tertelan.<ref name="usgs" /> Untuk alasan yang sama, penggunaan akhir germanium berdampak kecil terhadap lingkungan sebagai bahaya lingkungan. Beberapa senyawa perantara reaktif germanium bersifat racun (lihat [[#Tindakan pencegahan untuk senyawa germanium yang reaktif secara kimia|tindakan pencegahan]], di bawah).<ref name="Brown Jr">{{cite report|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/220798.pdf|publisher=[[Survei Geologi Amerika Serikat|US Geological Surveys]]|access-date=13 Juli 2023|title=Commodity Survey:Germanium|first=Robert D. Jr.|last=Brown|date=|archive-date=4 Maret 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180304113236/https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/220798.pdf|url-status=live}}</ref>
Baris 228:
Suplemen germanium, yang terbuat dari germanium organik dan anorganik, telah dipasarkan sebagai [[pengobatan alternatif|obat alternatif]] yang mampu mengobati [[leukemia]] dan [[kanker paru-paru]].<ref name="acs" /> Namun, tidak ada [[Kedokteran berbasis bukti|bukti medis]] yang bermanfaat; beberapa bukti menunjukkan bahwa suplemen semacam itu secara aktif berbahaya.<ref name="American Cancer Society">{{cite book |publisher=American Cancer Society |title=American Cancer Society Complete Guide to Complementary and Alternative Cancer Therapies |edition=2 |year=2009 |isbn=978-0944235713 |editor=Ades TB |pages=[https://archive.org/details/americancancerso0000unse/page/360 360–363] |chapter=Germanium |chapter-url=https://archive.org/details/americancancerso0000unse/page/360 }}</ref> Penelitian yang dilakukan [[Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat|Badan Pengawas Obat dan Makanan A.S.]] (FDA) telah menyimpulkan bahwa germanium anorganik, bila digunakan sebagai [[Suplemen makanan|suplemen nutrisi]], dapat "menghadirkan [[Bahaya#Bahaya kesehatan|potensi bahaya]] kesehatan manusia".<ref name="toxic">{{cite journal|last = Tao|first = S. H.|author2 = Bolger, P. M.|date = Juni 1997|title = Hazard Assessment of Germanium Supplements|journal = [[Regulatory Toxicology and Pharmacology]]|volume = 25|issue = 3|pages = 211–219|doi = 10.1006/rtph.1997.1098|pmid = 9237323|url = https://zenodo.org/record/1229957|access-date = 13 Juli 2023|archive-date = 10 Maret 2020|archive-url = https://web.archive.org/web/20200310041729/https://zenodo.org/record/1229957|url-status = live}}</ref>
Beberapa senyawa germanium telah diberikan oleh praktisi medis alternatif sebagai larutan injeksi yang tidak diizinkan oleh FDA. Bentuk germanium anorganik terlarut yang digunakan pada awalnya, terutama garam sitrat-laktat, mengakibatkan beberapa kasus disfungsi [[ginjal]], [[perlemakan hati|steatosis hati]], dan [[Neuropati periferal|neuropati]] periferal pada individu yang menggunakannya dalam jangka panjang. Konsentrasi germanium plasma dan urine pada orang-orang ini, beberapa di antaranya meninggal, beberapa kali lipat lebih besar daripada tingkat [[Endogeni (biologi)|endogen]]. Bentuk organik yang lebih baru, beta-karboksietilgermanium sesquioksida ([[propagermanium]]), belum menunjukkan spektrum efek toksik yang sama.<ref>{{cite book|author=Baselt, R. |title=Disposition of Toxic Drugs and Chemicals in Man|url=https://archive.org/details/dispositionoftox0000base_v7n5 |edition=8|publisher=Biomedical Publications|place=Foster City, CA|date=2008|pages=
Senyawa germanium tertentu memiliki toksisitas rendah terhadap [[mamalia]], tetapi memiliki efek toksik terhadap [[bakteri]] tertentu.<ref name="nbb">{{cite book| last = Emsley| first = John| title = Nature's Building Blocks| publisher = Oxford University Press| date = 2001| location = Oxford| pages = 506–510| isbn = 978-0-19-850341-5}}</ref>
Baris 242:
==Pranala luar==
{{EB1911 poster|Germanium}}
* {{en}} [http://www.periodicvideos.com/videos/032.htm Germanium] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20230405140006/http://periodicvideos.com/videos/032.htm |date=2023-04-05 }} di ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (Universitas Nottingham)
{{Subject bar
| |||