結晶構造と特性
-ゲルマニウムは、ダイヤモンド立方晶構造を持つ半導体材料です。
-室温での直接バンドギャップが 0.67 eV と狭いため、赤外 (IR) スペクトル領域での用途に適しています。
-Geは、2μmから14μmの広い波長範囲にわたって高い透明性を示し、中赤外から長波赤外領域をカバーします。
-赤外領域では屈折率が約 4.0 と比較的高く、高屈折率材料が必要な光学部品に適しています。
-Ge は熱膨張係数が低く、熱伝導率が高いため、熱応力に強く、高出力用途に適しています。
光学用途
-赤外光学素子: Ge は、透明度範囲が広く、赤外領域での吸収が低いため、レンズ、窓、プリズム、ビーム スプリッターなどの赤外光学素子に広く使用されています。
-サーマルイメージング: Ge レンズとウィンドウは、優れた中赤外線および長波赤外線透過率を備えているため、サーマル イメージング システム、暗視装置、赤外線カメラに採用されています。
-光ファイバー: Ge は、通信システム、センシング、分光法などの用途の赤外線光ファイバーのコア材料として使用されます。
-検出器: Ge は、赤外線検出およびイメージング用途の光検出器材料として使用されます。
製造と加工
-Ge の薄膜は、分子線エピタキシー (MBE)、化学蒸着 (CVD)、スパッタリングなどの技術を使用して堆積できます。
-Ge にはガリウムやアンチモンなどのさまざまな元素をドープして、特定の用途に合わせてその電気的および光学的特性を変更できます。
課題と限界
-Ge はモース硬度が約 6.5 の比較的柔らかい材料であるため、傷や摩耗が起こりやすく、特定の用途での使用が制限される可能性があります。
-Ge は他の半導体材料に比べて融点が比較的低い (937°C) ため、高温での処理や用途において課題が生じる可能性があります。
