シリコンフォトニクス
シリコンの光回路で、通信波長の受光器にゲルマニウム(Ge)が広く使われる理由として正しいものはどれか。
- A直接遷移型の材料なので、受光器と同時に効率のよいレーザーとしても使えるから
- B1.31 µm帯や1.55 µm帯の光を吸収でき、シリコンの上に結晶成長させてCMOSの工場で集積しやすいから
- Cバンドギャップがシリコンより大きく、暗電流がほとんど流れないから
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正解：B. 1.31 µm帯や1.55 µm帯の光を吸収でき、シリコンの上に結晶成長させてCMOSの工場で集積しやすいから
シリコンは約1.1 µmより長い波長の光を吸収できないため、通信波長の受光には、より小さなエネルギーの光を吸収する材料が必要です。Geは間接遷移型ですが、直接遷移のギャップが約0.8 eVと近く、1.55 µm付近まで強く吸収できます。Siと同じIV族で、Siの上に選択的にエピタキシャル成長でき、CMOSの工場の装置で扱えることが大きな利点です。InGaAsの受光器は性能が高いものの、シリコンの上に直接つくるのは困難です。Geのバンドギャップ(約0.66 eV)はSiより小さく、暗電流はむしろ大きめです。