A estrutura da banda de energia do Germânio (Ge) é caracterizada por suas propriedades semicondutoras. Tem um bandgap de energia relativamente amplo em comparação com os metais, mas mais estreito do que a maioria dos isolantes. O bandgap é a diferença de energia entre o topo da banda de valência e o fundo da banda de condução. Na temperatura zero absoluto, a banda de valência está completamente preenchida com elétrons, enquanto a banda de condução está vazia.

No germânio, a banda de valência é formada principalmente pelos orbitais de ligação entre os átomos de germânio, enquanto a banda de condução é formada pelos orbitais anti-ligação. O bandgap no germânio é de aproximadamente 0,66 eV à temperatura ambiente (300 K). Isto significa que é necessária uma energia mínima de 0,66 eV para excitar um elétron da banda de valência para a banda de condução, permitindo que o elétron participe da condução elétrica.

As bandas de energia em Ge não são simples bandas parabólicas como em muitos semicondutores elementares. Em vez disso, exibem uma estrutura mais complexa com múltiplos vales e relações de dispersão não parabólicas. A banda de condução possui dois mínimos, um no centro da zona de Brillouin (vale Γ) e outro na borda (vale L). O vale Γ tem uma massa efetiva menor que o vale L, tornando os elétrons mais móveis no vale Γ.

O bandgap do germânio depende da temperatura, diminuindo à medida que a temperatura aumenta. Isto ocorre porque a energia térmica fornecida à rede em temperaturas mais altas faz com que os átomos vibrem mais, o que por sua vez aumenta a sobreposição das funções de onda dos elétrons e reduz a lacuna de energia entre as bandas de valência e de condução.

A estrutura da banda de energia do germânio e sua dependência da temperatura desempenham um papel crucial na determinação de suas propriedades elétricas e ópticas. É amplamente utilizado em vários dispositivos semicondutores, incluindo transistores, diodos, células solares e circuitos integrados.