جي كريستال

تشير كلمة "Ge crystal" عادةً إلى بلورة مصنوعة من عنصر الجرمانيوم (Ge)، وهي مادة شبه موصلة. غالبًا ما يستخدم الجرمانيوم في مجال بصريات الأشعة تحت الحمراء والضوئيات نظرًا لخصائصه الفريدة.

فيما يلي بعض الجوانب الرئيسية لبلورات الجرمانيوم وتطبيقاتها:

1. النوافذ والعدسات بالأشعة تحت الحمراء: الجرمانيوم شفاف في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي، وخاصة في نطاقات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والموجة الطويلة. هذه الخاصية تجعلها مناسبة لتصنيع النوافذ والعدسات المستخدمة في أنظمة التصوير الحراري وكاميرات الأشعة تحت الحمراء وغيرها من الأجهزة البصرية التي تعمل في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء.
2. أجهزة الكشف: يستخدم الجرمانيوم أيضًا كركيزة لصنع أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء، مثل الثنائيات الضوئية والموصلات الضوئية. يمكن لهذه الكاشفات تحويل الأشعة تحت الحمراء إلى إشارة كهربائية، مما يتيح اكتشاف وقياس ضوء الأشعة تحت الحمراء.
3. التحليل الطيفي: تستخدم بلورات الجرمانيوم في أدوات التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. يمكن استخدامها كمقسمات للأشعة، ومنشورات، ونوافذ لمعالجة وتحليل ضوء الأشعة تحت الحمراء للتحليل الكيميائي والمواد.
4. بصريات الليزر: يمكن استخدام الجرمانيوم كمادة بصرية في بعض أجهزة ليزر الأشعة تحت الحمراء، وخاصة تلك التي تعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. ويمكن استخدامه كوسيلة كسب أو كمكون في تجاويف الليزر.
5. الفضاء وعلم الفلك: تستخدم بلورات الجرمانيوم في تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء والمراصد الفضائية لدراسة الأجرام السماوية التي تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء. فهي تساعد الباحثين على جمع معلومات قيمة عن الكون غير مرئية في الضوء المرئي.

يمكن زراعة بلورات الجرمانيوم باستخدام طرق مختلفة، مثل طريقة Czochralski (CZ) أو طريقة المنطقة العائمة (FZ). تتضمن هذه العمليات ذوبان الجرمانيوم وتصلبه بطريقة محكمة لتكوين بلورات مفردة ذات خصائص محددة.

من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن الجرمانيوم له خصائص فريدة لبصريات الأشعة تحت الحمراء، إلا أن استخدامه محدود بعوامل مثل التكلفة والتوافر ونطاق النقل الضيق نسبيًا مقارنة ببعض مواد الأشعة تحت الحمراء الأخرى مثل سيلينيد الزنك (ZnSe) أو كبريتيد الزنك (ZnS). . يعتمد اختيار المواد على التطبيق المحدد ومتطلبات النظام البصري.