결정 구조 및 특성
-게르마늄은 다이아몬드 입방정 결정 구조를 지닌 반도체 소재이다.
-실온에서 0.67eV의 좁은 직접 밴드갭을 가지므로 적외선(IR) 스펙트럼 영역의 응용 분야에 적합합니다.
-Ge는 중적외선과 장파장 적외선 영역을 포괄하는 2μm~14μm의 넓은 파장 범위에 걸쳐 높은 투명도를 나타냅니다.
-적외선 영역에서 약 4.0의 상대적으로 높은 굴절률을 가지며, 이는 고굴절률 재료가 필요한 광학 부품에 유용합니다.
-Ge는 열팽창 계수가 낮고 열전도율이 높아 열 스트레스에 강하고 고전력 애플리케이션에 적합합니다.
광학 응용
-적외선 광학: Ge는 넓은 투명도 범위와 적외선 영역에서의 낮은 흡수로 인해 렌즈, 창, 프리즘, 빔 분할기와 같은 적외선 광학에 광범위하게 사용됩니다.
-열화상: Ge 렌즈와 창은 뛰어난 중적외선 및 장파 적외선 전송을 위해 열화상 시스템, 야간 투시 장치 및 적외선 카메라에 사용됩니다.
-광섬유: Ge는 통신 시스템, 감지 및 분광학 응용 분야의 적외선 광섬유의 핵심 소재로 사용됩니다.
-감지기: Ge는 적외선 방사 감지 및 이미징 응용 분야를 위한 광검출기 재료로 사용됩니다.
제작 및 가공
-Ge 박막은 분자빔 에피택시(MBE), 화학기상증착(CVD), 스퍼터링 등의 기술을 사용하여 증착할 수 있습니다.
-Ge는 갈륨이나 안티몬과 같은 다양한 원소로 도핑되어 특정 응용 분야에 맞게 전기적 및 광학적 특성을 수정할 수 있습니다.
과제와 한계
-Ge는 모스 경도가 약 6.5인 비교적 부드러운 소재로 긁힘과 마모에 취약하여 특정 응용 분야에서의 사용이 제한될 수 있습니다.
-Ge는 다른 반도체 재료에 비해 녹는점이 상대적으로 낮기 때문에(937°C) 고온 처리나 응용 분야에서 문제가 될 수 있습니다.
