1. 게르마늄 (Ge, Germanium)
ㅇ 원자번호 : 32
ㅇ 원자량 : 72.64
ㅇ 원자반경 : 125 pm
ㅇ 전자배위 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p2
- 32개의 전자들 중 K각에 2개, L각에 8개, M각에 18개, N각(최외각)에 4개가 궤도 운동을 함
ㅇ 융점 : 938.25 ℃
- Si (1,414 ℃) 보다 Ge (938.25 ℃)이 더 낮은 융점으로 결정성장이 용이하여,
- 반도체 기술 초기에 많이 쓰였으나, 지금은 Si가 여러 장점(산화막 등)으로
더 많이 쓰임
ㅇ 에너지갭 : 0.66 eV
ㅇ 결정구조 : FCC (면심입방체)
ㅇ 응용 : 광섬유, 적외선 광학 분야(가시광선 불투명, 적외선 투명 렌즈)
2. 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 비교 ☞ 실리콘 게르마늄 비교 참조
ㅇ 게르마늄(Ge)은, 초기에, 많이 사용되었으나,
- 현재는, 열,빛에 오히려 민감한 응용 만 일부 사용됨
ㅇ 실리콘이, 에너지 밴드 갭이 큼 ☞ 에너지 밴드 갭 참조
- 실리콘이, 에너지 밴드 갭이 커서 비교적 고온에서도 동작 가능 (온도에 따른 특성 변화가 적음)
. (Si 1.12 eV > Ge 0.66 eV)
ㅇ 실리콘이, 전기적 절연성이 뛰어남
- 전도 전류에 기여할 수 있는 전자 반송자 농도가 Ge 보다 적음
- 비저항 : Si 100 ~ 60,000 Ωm > Ge 1 ~ 500 Ωm
ㅇ 실리콘이, 원료 취득에 경제적임
- 실리콘의 지구 지각(地殼)에 존재하는 원소 비율로는 27% 이르러 산소 다음으로 많이 존재