Отправить статью по E-mail Германий как материал фотоники – от линз до бездислокационных подложек
- Авторы: Наумов А.В.1, Старцев В.В.1
-
Учреждения:
- ОАО «ОКБ «Астрон»
- Выпуск: Том 17, № 2 (2023)
- Страницы: 114-133
- Раздел: Оптические устройства и системы
- URL: https://journals.eco-vector.com/1993-7296/article/view/627298
- DOI: https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.2.114.132
- ID: 627298
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
В статье рассмотрен процесс развития технологии роста монокристаллов германия методом Чохральского, который позволил использовать свойства германия для применения в ИК-оптике и в детектирование гамма-излучения. Ожидается, что германий может вновь вернуться в оптоэлектронику: последние разработки выращивания бездислокационных кристаллов показали, что германий является перспективным материалом для наноразмерных электронных устройств следующего поколения и интеграции оптических функций на логических схемах.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Аркадий Валерьевич Наумов
ОАО «ОКБ «Астрон»
Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0001-6081-8304
руководитель направления
Россия, ЛыткариноВадим Валерьевич Старцев
ОАО «ОКБ «Астрон»
Автор, ответственный за переписку.
Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-2800-544X
к. т .н, главный конструктор
Россия, ЛыткариноСписок литературы
- Anoshin K. E., Gasanov A. A., Naumov A. V. Osobennosti sovremennogo rynka germaniya. Cvetnaya metallurgiya. 2016; 2: 67–76. (In Russ). Аношин К. Е., Гасанов А. А., Наумов А. В. Особенности современного рынка германия. Цветная металлургия. 2016; 2: 67–76.
- Bendow B. Optical properties of infrared transmitting materials. J. Electron. Mater. 1974; 3(1): 101–135.
- Smirnov Yu.M., Kaplunov I. A., Kolesnikov A. I., Rodionova G. E. Vyrashchivanie vysokochistyh krupnogabaritnyh monokristallov. Vysokochistye veshchestva. 1990; 6: 213–216. (In Russ). Смирнов Ю. М., Каплунов И. А., Колесников А. И., Родионова Г. Е. Выращивание высокочистых крупногабаритных монокристаллов. Высокочистые вещества. 1990; 6: 213–216.
- Kaplunov I. A., Kolesnikov A. I. Vliyanie harakteristik germaniya na rasseyanie IK-izlucheniya. Poverhnost’. 2002; 2: 14–19. (In Russ). Каплунов И. А., Колесников А. И. Влияние характеристик германия на рассеяние ИК-излучения. Поверхность. 2002; 2: 14–19.
- Kaplunov I. A., Rogalin V. E. Optical properties and applications of germanium in photonics. Photonics Russia. 2019; 13(1): 88–106. doi: 10.22184/FRos.2019.13.1.88.106.
- Smirnov Yu.M., Kaplunov I. A. Monokristally germaniya dlya infrakrasnoj tekhniki. Materialovedenie. 2004; 5: 48–52. (In Russ). Смирнов Ю. М., Каплунов И. А. Монокристаллы германия для инфракрасной техники. Материаловедение. 2004; 5: 48–52.
- Size S. M., Lee M. K. Semiconductor Devices – Physics and Technology. – John Wiley & Sons, Inc., США, 2012, p.578.
- Curtolo D. C., Friedrich S. and Friedrich B. High Purity Germanium, a Review on Principle Theories and Technical Production Methodologies. Journal of Crystallization Process and Technology. 2017; 7:65–84. doi: 10.4236/jcpt.2017.74005.
- Depuydt B., Theuwis A., Romandic I. Germanium: From the first application of Czochralski crystal growth to large diameter dislocation-free wafers. Materials Science in Semiconductor Processing. 2006; 9: 437–443. doi: 10.1016/j.mssp.2006.08.002.
- Fal’kevich E.S., Pul’ner E.O., Chervonyj I. F. Shvarcman L. Ya. Tekhnologiya poluprovodnikovogo kremniya. – M: Metallurgiya 1992 g. 408 s. (In Russ). Фалькевич Э. С., Пульнер Э. О., Червоный И. Ф. Шварцман Л. Я. Технология полупроводникового кремния. – М: Металлургия 1992 г. 408 с.
- Uecker R. The historical development of the Czochralski method. Journal of Crystal Growth.2014; 401: 7–25.
- Naumov A. V., Orekhov D. L., Kul’chickij N. A. Progress v tekhnologiyah poluprovodnikovogo kremniya (obzor). Uspekhi prikladnoj fiziki. 2022; 10(1):.32–49. doi: 10.51368/2307-4469-2022-10-1-32-50. (In Russ). Наумов А. В., Орехов Д. Л., Кульчицкий Н. А. Прогресс в технологиях полупроводникового кремния (обзор). Успехи прикладной физики. 2022; 10(1):.32–49. doi: 10.51368/2307-4469-2022-10-1-32-50
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Технологическая цепочка получения германия и области применения
Скачать (223KB)
3.
Рис. 2. Динамика производства первичного германия (по данным USGS) в тоннах и ценах (metal-pages) в $/кг
Скачать (134KB)
4.
Рис. 3. Строение оптического волокна
Скачать (133KB)
5.
Рис. 4. Германиевые линзы большого диаметра в длиннофокусном ИК-объективе (а) и противоэпидемический тепловизор с германиевой оптикой (b)
Скачать (240KB)
6.
Рис. 5. Германиевые линзы для ИК-техники
Скачать (110KB)
7.
Рис. 6. Первые монокристаллы германия, полученные в 1948 году
Скачать (52KB)
8.
Рис. 7. Принципиальная схема метода Чохральского (а) и системы управления процессом роста кристалла (b)
Скачать (174KB)
9.
Рис. 8. Рост диаметров слитков германия по методу Чохральского
Скачать (89KB)
10.
Рис. 9. Пример солнечного элемента с пятью р-п переходами на основе A3B5 на Ge-подложке
Скачать (265KB)
11.
Рис. 10. Пример VSCEL-диода на основе A3B5 на Ge-подложке
Скачать (699KB)
12.
Рис. 11. История и прогноз производства германия в мире
Скачать (81KB)
