矽光子

在矽光電路中,鍺(Ge)被廣泛用於通訊波長光偵測器的理由,下列何者正確?

  1. A因為是直接躍遷型材料,除了光偵測器外也能同時作為高效率的雷射
  2. B因為能吸收1.31 µm波段與1.55 µm波段的光,且能在矽上進行晶體成長,容易在CMOS工廠整合
  3. C因為能隙比矽大,幾乎不會流過暗電流
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正確答案:B. 因為能吸收1.31 µm波段與1.55 µm波段的光,且能在矽上進行晶體成長,容易在CMOS工廠整合

矽無法吸收波長長於約1.1 µm的光,因此通訊波長的光接收需要能吸收更低能量光的材料。Ge雖是間接躍遷型,但其直接躍遷的能隙約0.8 eV,相當接近,能強烈吸收到1.55 µm附近。與Si同為IV族,能在Si上選擇性磊晶成長,並可用CMOS工廠的設備處理,是一大優點。InGaAs光偵測器性能雖高,但很難直接製作在矽上。Ge的能隙(約0.66 eV)比Si小,暗電流反而偏大。

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