Silikon, öncelikle üstün termal kararlılığı ve daha geniş çalışma sıcaklığı aralığı nedeniyle germanyuma tercih edilir. Silikon yarı iletkenler, performansta önemli bir bozulma olmaksızın, germanyumla karşılaştırıldığında daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Bu özellik, entegre devreler (IC’ler), güneş pilleri ve güç elektroniği gibi güvenilirliğin ve uzun ömürlülüğün önemli olduğu çeşitli uygulamalarda kullanılan yarı iletken cihazlar için çok önemlidir. Ek olarak silikon, germanyumla karşılaştırıldığında daha iyi mekanik dayanıklılığa sahiptir ve mekanik stres kaynaklı arızalara daha az eğilimlidir; bu da onu seri üretim ve çeşitli yarı iletken uygulamaları için daha uygun hale getirir.
Silisyum ve germanyum, atomik yapıları nedeniyle öncelikle yarı iletken olarak kullanılır ve bu da onları elektrik iletkenliğini kontrol etmeye uygun kılar. Her iki element de, p-tipi ve n-tipi yarı iletken malzemeler oluşturmak için belirli yabancı maddelerle katkılandığında olduğu gibi, belirli koşullar altında elektriği iletmelerine olanak tanıyan kristal bir yapıya sahiptir. Bu özellik, modern elektronikteki temel bileşenler olan diyotlar, transistörler ve entegre devreler gibi yarı iletken cihazların temelini oluşturur. Katkılama yoluyla iletkenliği seçici olarak kontrol etme yeteneği, silikon ve germanyumun yarı iletken üretiminde vazgeçilmez olmasını sağlar.
Silikon, öncelikle sıcaklık değişimlerine karşı daha düşük hassasiyeti ve kızılötesi dalga boylarına daha iyi tepki vermesi nedeniyle fotodetektörlerde ve fotovoltaik cihazlarda (PV) germanyuma tercih edilir. Silikon bazlı fotodedektörler ve güneş pilleri, germanyumla karşılaştırıldığında daha geniş bir sıcaklık aralığında daha yüksek verimlilik ve stabilite sergiler. Bu avantaj, güneş enerjisi hasadı ve optik iletişim sistemleri gibi, değişen çevresel koşullar altında tutarlı performansın gerekli olduğu uygulamalar için kritik öneme sahiptir. Ayrıca silikonun bol miktarda bulunması, uygun maliyetli olması ve mevcut yarı iletken üretim süreçleriyle uyumlu olması, onu fotonik cihazların büyük ölçekli üretimi için daha pratik hale getiriyor.
Germanyumun silikonla karşılaştırıldığında ana dezavantajları arasında daha düşük termal stabilite, daha dar çalışma sıcaklığı aralığı ve daha yüksek üretim maliyeti yer alır. Germanyum yarı iletkenleri, yüksek sıcaklıklarda termal kaçaklara karşı daha hassastır, bu da onların yüksek güçlü cihazlarda ve uzun süreler boyunca güvenilir çalışma gerektiren ortamlardaki uygulamalarını sınırlandırır. Ek olarak, germanyumun silikonla karşılaştırıldığında daha az miktarda bulunması ve rafine edilmesi ve işlenmesi daha pahalıdır, bu da onun yarı iletken üretiminde yaygın olarak benimsenme fizibilitesini etkiler. Bu faktörler, germanyumun daha önceki tarihsel kullanımına rağmen silikonun yarı iletken endüstrisindeki hakimiyetine katkıda bulunur.
Germanyum, esas olarak daha dar bant aralığı ve oda sıcaklığında daha yüksek içsel taşıyıcı konsantrasyonu nedeniyle silikondan daha yüksek elektrik iletkenliği sergiler. İçsel taşıyıcı konsantrasyonu, bir yarı iletken malzemede harici katkı olmadan iletim için mevcut olan serbest elektronların ve deliklerin sayısını ifade eder. Germanium’un daha dar bant aralığı, oda sıcaklığında daha fazla elektronun valans bandından iletim bandına geçmesine izin vererek silikonla karşılaştırıldığında daha yüksek iletkenlik sağlar. Bu özellik, ana yarı iletken teknolojisindeki silikonla karşılaştırıldığında sınırlamalarına rağmen, germanyumun yüksek iletkenlik ve benzersiz elektronik özelliklerin avantajlı olduğu belirli özel uygulamalar için uygun olmasını sağlar.