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Germanium (Ge)

Le semi-conducteur du premier transistor, transparent aux infrarouges.

Le germanium est un métalloïde, c'est-à-dire un élément à mi-chemin entre métal et non-métal. Il a servi à fabriquer le tout premier transistor en 1947, avant d'être détrôné par le silicium. Aujourd'hui, il se cache dans les fibres optiques et dans les lentilles des caméras thermiques, car il laisse passer la lumière infrarouge.

Numéro atomique

32

Symbole

Ge

Masse atomique

72,63 u

Famille

Métalloïdes

État à 0 °C

Solide

Découverte

1886, Clemens Winkler

Origine du nom

Du latin Germania, l'Allemagne.

À quoi il ressemble

Solide gris-blanc brillant, d'aspect métallique, dur mais cassant comme du verre. Il est opaque à la lumière visible mais transparent aux infrarouges.

Où le trouve-t-on ?

Avec environ 1,5 ppm de la croûte terrestre, le germanium est rare et très dispersé. On le récupère surtout dans les minerais de zinc et dans certaines cendres de charbon, qui le concentrent naturellement.

Comment on le produit

Il est extrait comme sous-produit du raffinage du zinc ou à partir de cendres volantes de centrales à charbon, puis purifié sous forme de tétrachlorure avant d'être réduit en métal. La production mondiale est d'environ 100 à 150 tonnes par an, dominée par la Chine, qui a elle aussi restreint ses exportations en 2023.

À quoi sert-il ?

• Dopage du cœur des fibres optiques (oxyde de germanium).
• Lentilles et fenêtres de caméras infrarouges et de vision nocturne.
• Substrats de cellules solaires spatiales multijonctions.
• Catalyseur de fabrication de certains plastiques PET.
• Détecteurs de rayonnement gamma ultra-précis.

Au quotidien

• Réseau Internet en fibre optique
• Caméra thermique
• Certaines bouteilles en plastique PET
• Vieilles pédales d'effet « fuzz » pour guitare

Rôle dans le vivant

Le germanium n'a aucun rôle biologique connu. Des compléments alimentaires vantant un « germanium organique » ont provoqué des atteintes rénales graves, voire mortelles, sans bénéfice démontré.

Dangers

Le métal et ses oxydes sont peu toxiques, mais certains composés comme le germane (GeH₄), un gaz utilisé en microélectronique, sont toxiques et inflammables.

Histoire

Mendeleïev avait prédit en 1871 un « éka-silicium ». En 1886, le chimiste allemand Clemens Winkler l'isole d'un minerai d'argent de Freiberg, en Saxe, l'argyrodite. Ses propriétés collent de façon spectaculaire aux prédictions, ce qui contribua à imposer le tableau périodique. Winkler le nomme d'après l'Allemagne (Germania).

Le saviez-vous ?

• Le premier transistor, construit aux laboratoires Bell en décembre 1947, était une plaquette de germanium.
• Winkler aurait d'abord songé au nom « neptunium », mais ce nom était déjà pris par une autre découverte (qui s'est révélée fausse).
• Comme l'eau, le gallium et le bismuth, le germanium se dilate en se solidifiant.