Quali sono le applicazioni del diodo al germanio?

Sono contento di aver trovato questa domanda. Sto lavorando su un dottorato di ricerca, essenzialmente concentrandosi sulla fabbricazione e l'utilizzo di diodi al germanio. Il mio gruppo lavora sui diodi di germanio per applicazioni fotoniche.

Essenzialmente tutte le trasmissioni di dati che avvengono su lunghe distanze (si pensi a tutto l'uso di internet) avvengono su fibre ottiche. Le fibre ottiche sono essenzialmente fibre di vetro trasparenti, attraverso le quali la luce può essere trasmessa. Per essere in grado di trasmettere dati su lunghe distanze, abbiamo scelto di utilizzare la luce nella parte vicina all'infrarosso dello spettro. Questo perché questa parte dello spettro sperimenta le perdite più basse mentre viaggia nel vetro.

Il germanio ha la proprietà tale che l'energia del bandgap è approssimativamente uguale all'energia dei fotoni nel vicino infrarosso. Questo significa che se si illumina una luce di questa lunghezza d'onda su un diodo di germanio, si possono eccitare degli elettroni e produrre una corrente. Pertanto, usiamo i diodi al germanio come fotorivelatori per rilevare la luce nel vicino infrarosso per le applicazioni di telecomunicazione.

Inoltre, un emettitore di luce e un rilevatore di luce sono dispositivi molto simili. Pertanto, siamo stati in grado di realizzare laser con diodi al germanio che sono in grado di produrre questa luce nel vicino infrarosso che può essere utilizzata per inviare dati su lunghe distanze.

Un'ultima applicazione che menzionerò è nelle celle solari. Le celle solari possono essere molto efficienti nell'assorbire la luce e creare elettricità, ma solo in una gamma limitata di lunghezze d'onda. Al fine di rendere le celle solari più efficienti possibili, le persone impilano molte celle solari una sull'altra. Si può pensare di avere una cella solare per la luce UV, una per la luce visibile e una per la luce infrarossa (IR). I diodi al germanio sono usati come celle solari responsabili di assorbire la luce IR e convertirla in elettricità.