จี คริสตัล

“ผลึกเจอร์มาเนียม” โดยทั่วไปหมายถึงผลึกที่ทำจากธาตุเจอร์มาเนียม (Ge) ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เจอร์มาเนียมมักถูกใช้ในด้านทัศนศาสตร์อินฟราเรดและโฟโตนิกส์เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์

ต่อไปนี้คือประเด็นสำคัญบางประการเกี่ยวกับผลึกเจอร์มาเนียมและการประยุกต์ใช้งาน:

1. หน้าต่างและเลนส์อินฟราเรดเจอร์มาเนียมมีความโปร่งใสในย่านอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในย่านอินฟราเรดคลื่นกลางและคลื่นยาว คุณสมบัตินี้ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตหน้าต่างและเลนส์ที่ใช้ในระบบถ่ายภาพความร้อน กล้องอินฟราเรด และอุปกรณ์ทางแสงอื่นๆ ที่ทำงานในย่านความยาวคลื่นอินฟราเรด
2. เครื่องตรวจจับนอกจากนี้ เจอร์มาเนียมยังใช้เป็นวัสดุตั้งต้นในการผลิตอุปกรณ์ตรวจจับรังสีอินฟราเรด เช่น โฟโตไดโอดและโฟโตคอนดักเตอร์ อุปกรณ์ตรวจจับเหล่านี้สามารถแปลงรังสีอินฟราเรดเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำให้สามารถตรวจจับและวัดแสงอินฟราเรดได้
3. สเปกโทรสโกปีผลึกเจอร์มาเนียมถูกนำมาใช้ในเครื่องมือสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด โดยสามารถใช้เป็นตัวแยกแสง ปริซึม และหน้าต่าง เพื่อควบคุมและวิเคราะห์แสงอินฟราเรดสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีและวัสดุ
4. เลเซอร์ออปติกเจอร์มาเนียมสามารถใช้เป็นวัสดุทางแสงในเลเซอร์อินฟราเรดบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเลเซอร์ที่ทำงานในช่วงอินฟราเรดกลาง สามารถใช้เป็นตัวกลางเพิ่มกำลังแสงหรือเป็นส่วนประกอบในโพรงเลเซอร์ได้
5. อวกาศและดาราศาสตร์ผลึกเจอร์มาเนียมถูกนำมาใช้ในกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดและหอดูดาวในอวกาศเพื่อศึกษาวัตถุบนท้องฟ้าที่ปล่อยรังสีอินฟราเรด ช่วยให้นักวิจัยรวบรวมข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับจักรวาลที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยแสงปกติ

สามารถปลูกผลึกเจอร์มาเนียมได้โดยใช้วิธีต่างๆ เช่น วิธี Czochralski (CZ) หรือวิธี Float Zone (FZ) กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการหลอมและการทำให้แข็งตัวของเจอร์มาเนียมอย่างเป็นระบบเพื่อสร้างผลึกเดี่ยวที่มีคุณสมบัติเฉพาะ

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ แม้ว่าเจอร์มาเนียมจะมีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับการใช้งานด้านเลนส์อินฟราเรด แต่การใช้งานก็มีข้อจำกัดหลายประการ เช่น ต้นทุน ความพร้อมใช้งาน และช่วงการส่งผ่านแสงที่ค่อนข้างแคบเมื่อเทียบกับวัสดุอินฟราเรดอื่นๆ เช่น ซิงค์ซีลีไนด์ (ZnSe) หรือซิงค์ซัลไฟด์ (ZnS) การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานและข้อกำหนดเฉพาะของระบบเลนส์