Progrès récents dans l’analyse élémentaire des matériaux fonctionnels à base de germanium

Un chercheur de l’Académie russe des sciences de Novossibirsk a publié une revue des études sur la détermination des éléments traces dans le germanium et le dioxyde de germanium dans la revue. Talante (1). L’article traite à la fois des méthodes de séparation matricielle et des méthodes de séparation non matricielles pour l’analyse des éléments traces dans ces matériaux. Alors que les méthodes de séparation non matricielles sont plus simples et plus rapides, la séparation matricielle est nécessaire pour atteindre des limites de détection basses pour les éléments traces.

Le germanium est l’une des substances les plus pures et ses oligo-éléments se trouvent généralement à des niveaux de pg g^-1. Sa grande pureté en fait un matériau idéal pour réaliser, entre autres, des détecteurs de rayonnement nucléaire. Cependant, les oligo-éléments du germanium peuvent également affecter ses propriétés et sa qualité, ce qui rend important d’élargir la liste des oligo-éléments identifiés et de réduire leurs limites de détection.

Par exemple, la pureté du germanium est essentielle à la performance des détecteurs basés sur celui-ci. La présence d’impuretés dans le germanium affecte la qualité du détecteur pour plusieurs raisons. Premièrement, les impuretés modifient les propriétés électriques du cristal de germanium, ce qui peut entraîner une diminution de l’efficacité du détecteur. Deuxièmement, les impuretés peuvent créer des niveaux d’énergie dans la bande interdite du germanium, ce qui entraîne une augmentation du bruit et une réduction de la résolution du détecteur. Troisièmement, les impuretés peuvent entraîner une diminution de la durée de vie des porteurs de charge dans le détecteur, ce qui entraîne une diminution de la sensibilité. Quatrièmement, les impuretés peuvent provoquer des transitions électroniques indésirables, entraînant de faux signaux. Enfin, les impuretés peuvent affecter les propriétés mécaniques du germanium, entraînant des fissures et d’autres défauts qui peuvent affecter négativement les performances du détecteur.

Pour déterminer les éléments traces dans le germanium et le dioxyde de germanium, les méthodes à un seul élément telles que la spectrométrie d’absorption atomique (AAS) et les méthodes à plusieurs éléments telles que la spectrométrie d’émission atomique (AES), la spectrométrie de masse (MS) et l’analyse par activation neutronique (NAA) sont utilisés. L’article compare ces méthodes en termes de nombre d’éléments finis et de limites de détection.

Cet article est une ressource précieuse pour les chercheurs dans le domaine de la science des matériaux intéressés par le développement de matériaux de haute pureté aux propriétés uniques. En améliorant les méthodes d’analyse des matériaux de haute pureté, les chercheurs peuvent purifier les matériaux plus efficacement et identifier les éléments traces qui affectent leurs propriétés et leur qualité. À terme, ces recherches pourraient déboucher sur de nouvelles applications scientifiques et technologiques.

référence

(1) Guselnikova, T.Y. Histoire et avancées récentes dans l’analyse élémentaire des matériaux fonctionnels à base de germanium. Talante 2023, 251, 123792 DOI : https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123792