波長1.55 µmの光の光子エネルギーと、シリコン導波路の中でのふるまいの組み合わせとして正しいものはどれか(E [eV] ≈ 1.24 / λ [µm])。

正解：C. 約0.8 eV。シリコンのバンドギャップより小さいため、ほとんど吸収されずに伝わる

1.24 ÷ 1.55 ≈ 0.80 eVで、シリコンのバンドギャップ約1.12 eVより小さいため、価電子帯の電子を伝導帯へ持ち上げることができず、バンド間の吸収が起こりません。そのため、シリコンは通信波長でほぼ透明で、光を通す導波路の材料に使えます。逆にいえば、シリコンだけではこの波長の受光器はつくれません。シリコンが吸収するのは、波長約1.1 µmより短い(1.12 eVより大きいエネルギーの)光です。約1.9 eVは1.24と1.55を掛けてしまった値で、波長約650 nmの赤い光のエネルギーに相当します。