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ゲルマニウムは化学元素であり、元素記号はGe、原子番号は32です。光沢があり、硬くて脆く、灰白色で、外観はケイ素に似ています。炭素族に属する半金属（非金属とみなされることもあります）であり、化学的にはケイ素と類似しています。ケイ素と同様に、ゲルマニウムは自然界で酸素と反応して錯体を形成します。
ゲルマニウムは高濃度で存在することが稀であるため、元素の発見の歴史の中では比較的後になって発見されました。ゲルマニウムは地殻中の元素存在量で50番目に多い元素です。1869年、ドミトリ・メンデレーエフは周期表上の位置からその存在といくつかの性質を予測し、この元素をエカシリコンと名付けました。1886年2月6日、フライベルク大学のクレメンス・ウィンクラーは、銀と硫黄とともに、鉱物アルギロダイトからこの新元素を発見しました。ウィンクラーはこの元素を、自身の出生地であるドイツにちなんで名付けました。ゲルマニウムは主に閃亜鉛鉱（亜鉛の主鉱石）から採掘されますが、商業的には銀、鉛、銅の鉱石からも回収されます。
元素ゲルマニウムは、トランジスタやその他の様々な電子機器の半導体として使用されています。歴史的に見ると、半導体エレクトロニクスの最初の10年間は完全にゲルマニウムに基づいていました。現在、主な用途は光ファイバーシステム、赤外線光学、太陽電池、発光ダイオード（LED）などです。ゲルマニウム化合物は重合触媒としても使用され、最近ではナノワイヤーの製造にも利用されています。この元素は、テトラエチルゲルマニウムなど、有機金属化学で有用な多数の有機ゲルマニウム化合物を形成します。
ゲルマニウムは、いかなる生物にとっても必須元素とは考えられていない。ケイ素やアルミニウムと同様に、天然に存在するゲルマニウム化合物は水に溶けにくいため、経口毒性は低い。しかし、合成された水溶性ゲルマニウム塩は腎毒性があり、ハロゲンや水素と化学的に反応性の高い合成ゲルマニウム化合物は刺激性および毒性がある。
1869年に発表した「元素の周期律」に関する報告書の中で、ロシアの化学者ドミトリ・メンデレーエフは、シリコンとスズの間に位置する炭素族の空白を埋める元素を含む、いくつかの未知の化学元素の存在を予測した。[ 13 ]メンデレーエフは、周期表におけるその位置から、それをエカシリコン（Es）と呼び、その原子量を70（後に72）と推定した。
1885 年半ば、ザクセン州フライベルク近郊の鉱山で、銀含有量が高いことからアルギロダイトと名付けられた新鉱物が発見された。[注 1 ]化学者のクレメンス・ウィンクラーはこの新鉱物を分析し、銀、硫黄、および新元素の組み合わせであることが判明した。ウィンクラーは 1886 年に新元素を分離し、アンチモンに似ていることを発見した。彼は当初、新元素をエカアンチモンと考えていたが、すぐにエカシリコンであると確信した。[ 15 ] [ 16 ]ウィンクラーは新元素に関する研究結果を発表する前に、1846 年に海王星が発見されたのと同様に、その存在が数学的に予測されていたことから、この元素をネプツニウムと名付けることにした。[注2 ]しかし、「ネプツニウム」という名前は、すでに別の提案された化学元素に付けられていました（ただし、今日ネプツニウムという名前が付けられている元素ではなく、1940 年に発見された元素です）。[注3 ]そこで、ウィンクラーは代わりに、故郷に敬意を表して、新しい元素をゲルマニウム（ラテン語でドイツを意味するGermaniaから）と名付けました。 [ 16 ]アルギロダイトは実験的に Ag 8 GeS 6であることが証明されました。この新しい元素はヒ素やアンチモンといくつかの類似点を示したため、周期表での適切な位置が検討されましたが、ドミトリ・メンデレーエフが予測した元素「エカシリコン」との類似点により、周期表でのその位置が確認されました。[ 16 ] [ 23 ]ウィンクラーは、ザクセンの鉱山から採取した500kgの鉱石から得られたさらなる試料を用いて、1887年に新元素の化学的性質を確認した。 [ 15 ] [ 16 ] [ 24 ]また、純粋な四塩化ゲルマニウム（GeCl）を分析することにより、原子量が72.32であることを決定した。 4 )、一方、ルコック・ド・ボワボードランは、元素のスペクトルの線を比較して 72.3 を導き出した。 [ 25 ]
ウィンクラーは、フッ化物、塩化物、硫化物、二酸化物、テトラエチルゲルマン（Ge(C 2 H 5 ) 4）など、ゲルマニウムのいくつかの新しい化合物を合成することができた。テトラエチルゲルマンは最初の有機ゲルマンである。[ 15 ]これらの化合物の物理データはメンデレーエフの予測とよく一致しており、この発見はメンデレーエフの元素周期性の概念の重要な裏付けとなった。以下は予測とウィンクラーのデータの比較である。[ 15 ]
1930年代後半まで、ゲルマニウムは導電性の低い金属と考えられていました。[ 26 ]ゲルマニウムが経済的に重要になったのは、電子半導体としての特性が認識された1945年以降です。第二次世界大戦中、少量のゲルマニウムが、主にダイオードなどの特殊な電子機器に使用されました。[ 27 ] [ 28 ]最初の主要な用途は、戦時中のレーダーパルス検出用の点接触ショットキーダイオードでした。 [ 26 ]最初のシリコン-ゲルマニウム合金は1955年に得られました。[ 29 ] 1945年以前は、製錬所で毎年数百キログラムのゲルマニウムしか生産されていませんでしたが、1950年代末までに、世界の年間生産量は40メトリックトン（44ショートトン）に達しました。[ 30 ]
1948年のゲルマニウムトランジスタの開発[ 31 ]は、固体エレクトロニクスの無数の応用への扉を開いた[ 32 ]。1950年から1970年代初頭にかけて、この分野はゲルマニウムの市場を拡大させたが、その後、高純度シリコンがトランジスタ、ダイオード、整流器でゲルマニウムに取って代わり始めた[ 33 ]。例えば、フェアチャイルド・セミコンダクターとなる会社は、シリコントランジスタを製造するという明確な目的で1957年に設立された。シリコンは優れた電気特性を持つが、半導体エレクトロニクスの初期の頃には商業的に達成できないほど高い純度を必要とする[ 34 ]。
一方、光ファイバー通信ネットワーク、赤外線暗視システム、重合触媒用のゲルマニウムの需要は劇的に増加した。[ 30 ]これらの最終用途は、2000年の世界のゲルマニウム消費量の85%を占めた。[ 33 ]米国政府はゲルマニウムを戦略的かつ重要な物質に指定し、1987年には国家防衛備蓄に146トン（132トン）の供給を求めた。 [ 30 ]
ゲルマニウムは、利用可能な資源の入手可能性によって供給が制限されるという点でシリコンとは異なり、シリコンは普通の砂や石英から得られるため、供給は生産能力によってのみ制限されます。1998年にはシリコンは1kgあたり10ドル未満で購入できましたが[ 30 ] 、ゲルマニウムの価格は1kgあたりほぼ800ドルでした。[ 30 ]
標準条件下では、ゲルマニウムは脆く、銀白色の半導体である[ 35 ] 。この形態はα-ゲルマニウムとして知られる同素体であり、金属光沢を持ち、シリコンやダイヤモンドと同じダイヤモンド立方晶構造を持つ[ 33 ]。この形態のゲルマニウムは、しきい値変位エネルギーが19.7 +0.6 −0.5 eV。[ 36 ]圧力が19.7以上では120 kbar では 、ゲルマニウムは β-スズと同じ構造を持つ金属同素体β-ゲルマニウムになります。[ 37 ]シリコン、ガリウム、ビスマス、アンチモン、水と同様に、ゲルマニウムは溶融状態から凝固（凍結）する際に膨張する数少ない物質の 1 つです。[ 37 ]
ゲルマニウムは、結晶シリコンと同様に間接バンドギャップを持つ半導体である。ゾーン精製技術により、不純物がわずか1分の1である半導体用結晶ゲルマニウムの製造が可能になった。10 10、[ 38 ] これまで得られた中で最も純粋な材料の 1 つである。[ 39 ]極めて強い電磁場の存在下で超伝導体 になることが発見された最初の半金属材料 (2005 年) は、ゲルマニウム、ウラン、ロジウムの合金であった。[ 40 ]
純粋なゲルマニウムは、ゲルマニウムウィスカーと呼ばれる非常に長いらせん転位を自然に押し出すことが知られています。これらのウィスカーの成長は、ゲルマニウム製の古いダイオードやトランジスタの故障の主な原因の1つであり、最終的に何に接触するかによって電気的短絡を引き起こす可能性があります。[ 41 ]
元素ゲルマニウムは、約250 °C (482 °F)で空気中でゆっくりと酸化し始め、二酸化ゲルマニウム( GeO 2 ) を形成します。[ 42 ]ゲルマニウムは希酸や希アルカリには不溶ですが、高温の濃硫酸や濃硝酸にはゆっくりと溶解し、溶融アルカリと激しく反応してゲルマニウム酸塩( GeO 2−3 ) を生成します。ゲルマニウムは主に +4 の酸化状態で存在しますが、多くの +2 化合物が知られています。[ 43 ]他の酸化状態はまれです。+3 はGe 2 Cl 6などの化合物に見られ、+3 と +1 は酸化物の表面に見られます。[ 44 ]また、 Mg 2 Geの −4 などのゲルマニドでは負の酸化状態が見られます。Ge 2− 4、Ge 4− 9、Ge 2− 9、(Ge 9 ) 6− 2などのゲルマニウムクラスターアニオン (ツィントルイオン) は、エチレンジアミンまたはクリプタンドの存在下で液体アンモニア中のアルカリ金属とゲルマニウムを含む合金から抽出することによって調製されている。[ 43 ] [ 45 ]これらのイオン中の元素の酸化状態は整数ではなく、オゾニド( O − 3 ) と同様である。
ゲルマニウムの酸化物としては、二酸化ゲルマニウム（GeO 2、ゲルマニア）と一酸化ゲルマニウム（GeO）の2種類が知られています。 [ 37 ]二酸化ゲルマニウムは、二硫化ゲルマニウム（GeS 2 ）を焙焼することで得られ、水にはわずかにしか溶けないがアルカリと反応してゲルマニウム酸塩を形成する白色粉末です。[ 37 ]一酸化ゲルマニウムは、 GeO 2と単体ゲルマニウムの高温反応によって得られます。[ 37 ]二酸化ゲルマニウム（および関連する酸化物とゲルマニウム酸塩）は、可視光に対して高い屈折率を持ちながら、赤外線に対しては透明であるという珍しい性質を示します。[ 46 ] [ 47 ]ビスマスゲルマニウム酸塩、Bi 4 Ge 3 O 12 （BGO）はシンチレーターとして使用されます。[ 48 ]
他のカルコゲンとの二元化合物も知られており、例えば二硫化物( GeS 2 ) や二セレン化物( GeSe 2 )、一硫化物(GeS)、一セレン化物(GeSe)、一テルル化物(GeTe) などがある。[ 43 ] GeS 2は、硫化水素を Ge(IV) を含む強酸性溶液に通すと白色沈殿物として生成する。[ 43 ]二硫化物は水や苛性アルカリまたはアルカリ硫化物の溶液にかなり溶ける。しかし、酸性水には溶けないため、ウィンクラーはこの元素を発見することができた。[ 49 ]二硫化物を水素気流で加熱すると、一硫化物 (GeS) が生成され、これは暗色で金属光沢のある薄い板状に昇華し、苛性アルカリの溶液に溶ける。[ 37 ]アルカリ炭酸塩と硫黄と融解すると、ゲルマニウム化合物はチオゲルマニウム酸塩として知られる塩を形成する。[ 50 ]
4種類のテトラハロゲン化物が知られています。通常の条件下では、四ヨウ化ゲルマニウム（GeI 4）は固体、四フッ化ゲルマニウム（GeF 4）は気体であり、その他は揮発性の液体です。例えば、四塩化ゲルマニウム（GeCl 4 ）は、金属を塩素で加熱することにより、83.1 °C（181.6 °F）で沸騰する無色の発煙性液体として得られます。 [ 37 ]すべてのテトラハロゲン化物は容易に加水分解されて水和二酸化ゲルマニウムになります。[ 37 ] GeCl 4は有機ゲルマニウム化合物の製造に使用されます。[ 43 ] 4種類のジハロゲン化物はすべて知られており、テトラハロゲン化物とは対照的にポリマー固体です。[ 43 ]さらに、 Ge 2 Cl 6および式Ge n Cl 2 n +2のいくつかのより高次の化合物も知られています。[ 37 ]ネオペンタン構造を持つGe 5 Cl 12ユニットを含む珍しい化合物Ge 6 Cl 16が合成された。[ 51 ]
ゲルマン（GeH 4 ）は、メタンと構造が類似した化合物です。アルカンに類似した化合物であるポリゲルマン（式Ge n H 2 n +2で、最大 5 つのゲルマニウム原子を含む）が知られています。[ 43 ]ゲルマンは、対応するシリコン類似体よりも揮発性が低く、反応性も低いです。[ 43 ] GeH 4 は液体アンモニア中でアルカリ金属と反応して、ゲルミル（GeH − 3）アニオンを含む白色結晶MGeH 3を生成します。[ 43 ] 1 つ、2 つ、および 3 つのハロゲン原子を持つゲルマニウムヒドロハロゲン化物は、無色の反応性液体です。[ 43 ]
最初の有機ゲルマニウム化合物は、 1887 年にウィンクラーによって合成されました。四塩化ゲルマニウムとジエチル亜鉛の反応により、テトラエチルゲルマン( Ge(C2H5 ) 4 )が得られました。[ 15 ]テトラメチルゲルマン( Ge(CH3 ) 4 )やテトラエチルゲルマンなどの R4Ge (R はアルキル基)型の有機ゲルマンは、入手可能な最も安価なゲルマニウム前駆体である四塩化ゲルマニウムとアルキル求核剤を介して得られます。イソブチルゲルマン ((CH3)2CHCH2GeH3 )などの有機ゲルマニウムヒドリドは危険性が低く、半導体用途で有毒なゲルマンガスの液体代替品として使用できることがわかりました。ゲルマニウムの反応性中間体は数多く知られています。ゲルミルフリーラジカル、ゲルミレン(カルベンに類似)、ゲルミン (カルビンに類似) などです。[ 52 ] [ 53 ]有機ゲルマニウム化合物2-カルボキシエチルゲルマセスキオキサンは1970年代に初めて報告され、しばらくの間は栄養補助食品として使用され、抗腫瘍特性を持つ可能性があると考えられていた。[ 54 ]
Eind（1,1,3,3,5,5,7,7-オクタエチル-s-ヒドリンダセン-4-イル）と呼ばれる配位子を用いることで、ゲルマニウムは酸素と二重結合（ゲルマノン）を形成することができる。 [ 55 ]
ゲルマニウムは5つの天然同位体で存在する：70Ge、72Ge、73Ge、74Ge、および76Ge。これらのうち、76Geはごくわずかに放射性があり、半減期がの二重ベータ崩壊を起こします。2.02 × 10 21 年。[ 12 ] 74Geは最も一般的な同位体であり、天然存在比は36.52%と76%である。Geは最も存在量が少なく、天然存在率は7.75%である。[ 56 ]
76を除いてGe の他に、少なくとも 27 種類の放射性同位体が合成されており、原子量は 58 から 89 の範囲である。これらのうち最も安定なのは68である。Geは電子捕獲により半減期で崩壊する。270.95 d。これに続いて71Geもまた、半減期で電子捕獲により崩壊する。11.468 日、[ 11 ]残りはすべて2日未満で、ほとんどが2時間未満です。[ 56 ]
ゲルマニウムは恒星核合成によって生成され、そのほとんどは漸近巨星分枝星のs過程によるものです。s過程とは、脈動する赤色巨星内部で軽い元素がゆっくりと中性子を捕獲する過程です。[ 57 ]ゲルマニウムは最も遠い恒星の一部[ 58 ]や木星の大気[ 59 ]で検出されています。
地殻中のゲルマニウムの存在量はおよそ1.6 ppm 。[ 60 ]アルギロダイト、ブリアータイト、ゲルマナイト、レニエライト、閃亜鉛鉱などのごく少数の鉱物だけが、かなりの量のゲルマニウムを含んでいます。[ 33 ] [ 61 ]これらのうちごく少数（特にゲルマナイト）だけが、非常にまれに採掘可能な量で見つかります。[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]
亜鉛・銅・鉛鉱床の中には、最終鉱石精鉱から抽出するのに十分な量のゲルマニウムを含むものがある。[ 60 ]珍しい自然濃縮プロセスにより、一部の石炭層に高濃度のゲルマニウムが含まれていることが、ゲルマニウム鉱床の広範囲な調査中にヴィクトル・モーリッツ・ゴールドシュミットによって発見された。 [ 65 ] [ 66 ]これまでに見つかった最高濃度は、ハートレーの石炭灰で、ゲルマニウムが1.6%も含まれていた。[ 65 ] [ 66 ]内モンゴルのシリンホテ近郊の石炭鉱床には、推定1,800ショートトン（1,600トン）のゲルマニウムが含まれている。[ 60 ]
2011年には世界中で約118トンのゲルマニウムが生産され、そのほとんどは中国（80トン）、ロシア（5トン）、米国（3トン）で生産されました。[ 33 ]ゲルマニウムは閃亜鉛鉱亜鉛鉱石の副産物として回収され、最大0.3%の濃度で濃縮されます。[ 67 ]特に低温堆積岩型塊状Zn - Pb - Cu（-Ba ）鉱床および炭酸塩岩型Zn-Pb鉱床から回収されます。[ 68 ]最近の研究では、少なくとも10,000トンの抽出可能なゲルマニウムが既知の亜鉛埋蔵量、特にミシシッピバレー型鉱床に含有されていることが判明し、少なくとも112,000トンが石炭埋蔵量に見つかると予測されています。[ 69 ] 2007年には需要の35%がリサイクルゲルマニウムで満たされました。[ 60 ]
ゲルマニウムは主に閃亜鉛鉱から産出されるが、銀、鉛、銅鉱石にも含まれている。ゲルマニウムのもう一つの供給源は、ゲルマニウムを含む石炭鉱床を燃料とする発電所のフライアッシュである。ロシアと中国はこれをゲルマニウムの供給源として利用した。[ 71 ]ロシアの鉱床はサハリン島の極東とウラジオストクの北東に位置する。中国の鉱床は主に雲南省臨滄近郊の褐炭鉱山にあり、内モンゴル自治区シリンホテ近郊でも石炭が採掘されている。[ 60 ]
鉱石精鉱は主に硫化物であり、焙焼と呼ばれる工程で空気中で加熱することにより酸化物に変換される。
生成された粉塵にはゲルマニウムの一部が残り、残りはゲルマニウム酸塩に変換され、硫酸によって（亜鉛とともに）焼却灰から浸出されます。中和後、亜鉛のみが溶液中に残り、ゲルマニウムと他の金属が沈殿します。沈殿物中の亜鉛の一部をウェルツ法で除去した後、残ったウェルツ酸化物を2回目に浸出します。二酸化鉄は沈殿物として得られ、塩素ガスまたは塩酸で四塩化ゲルマニウムに変換されます。これは沸点が低く、蒸留によって分離できます。[ 71 ]
四塩化ゲルマニウムは、加水分解して酸化物（GeO₂）にするか、分留によって精製してから加水分解する。[ 71 ]高純度のGeO₂は、ゲルマニウムガラスの製造に適している。水素と反応させることで元素に還元され、赤外線光学や半導体製造に適したゲルマニウムが生成される。
鉄鋼生産やその他の工業プロセスで使用されるゲルマニウムは通常、炭素を使用して還元されます。[ 72 ]
世界のゲルマニウム精製量（ゲルマニウム含有量）。
ゲルマニウムの主な世界的な最終用途は、電子機器および太陽光発電用途、光ファイバーシステム、赤外線光学、重合触媒であった。その他の用途には、化学療法、冶金、蛍光体などがあった。[ 91 ]
ゲルマニウム(GeO 2 )の注目すべき特性は、高い屈折率と低い光分散です。これらの特性により、広角カメラレンズ、顕微鏡、光ファイバーのコア部分に特に有用です。[ 92 ] [ 93 ]シリカファイバーのドーパントとしてチタニアに取って代わり、ファイバーを脆くするその後の熱処理を不要にしました。 [94 ] 2002 年末時点で、光ファイバー産業は米国の年間ゲルマニウム使用量の 60% を消費しましたが、これは世界全体の消費量の 10% 未満です。[ 93 ] GeSbTeは、書き換え可能な DVDなどに使用されているように、光学特性のために使用される相変化材料です。[ 95 ]
ゲルマニウムは赤外線波長で透明であるため、レンズや窓に容易に切断・研磨できる重要な赤外線光学材料です。特に、軍事、移動式暗視装置、消防用途における受動熱画像化やホットスポット検出のために、8～14ミクロンの範囲で動作する熱画像カメラの前面光学系として使用されます。 [ 72 ]赤外線分光器や、極めて高感度の赤外線検出器を必要とするその他の光学機器にも使用されます。[ 93 ]屈折率が非常に高い（4.0）ため、反射防止剤でコーティングする必要があります。特に、屈折率2.0の非常に硬い特殊な反射防止コーティングであるダイヤモンドライクカーボン（DLC）は相性が良く、多くの環境的悪影響に耐えることができるダイヤモンドのように硬い表面を生成します。[ 96 ] [ 97 ]
ゲルマニウムはシリコンと合金化することができ、シリコン-ゲルマニウム合金は高速集積回路の重要な半導体材料として急速に普及しつつあります。Si-SiGeヘテロ接合の特性を利用した回路は、シリコン単体を使用した回路よりもはるかに高速です。[ 98 ]高速特性を持つSiGeチップは、シリコンチップ産業の低コストで確立された製造技術で製造できます。[ 33 ]
高効率太陽電池パネルはゲルマニウムの主要な用途です。ゲルマニウムとガリウムヒ素は格子定数がほぼ同じであるため、ゲルマニウム基板を使用してガリウムヒ素太陽電池を作ることができます。[ 99 ]ゲルマニウムは、火星探査ローバーなどの宇宙用途向けの高効率多接合太陽電池のウェハの基板であり、火星探査ローバーはゲルマニウム上に三重接合ガリウムヒ素セルを使用しています。[ 100 ]自動車のヘッドライトや液晶画面のバックライトに使用される高輝度LEDも重要な用途です。[ 33 ]
ゲルマニウム・オン・インシュレーター（GeOI）基板は、小型チップ上のシリコンの代替として有望視されている。[ 33 ] GeOI基板を用いたCMOS回路が最近報告されている。[ 101 ]電子機器におけるその他の用途としては、蛍光灯[ 38 ]や固体発光ダイオード（LED）[ 33 ]などがある。ゲルマニウムトランジスタは、初期のロックンロール時代の「ファズ」トーンの特徴的な音色を再現したいミュージシャンによって、今でも一部のエフェクトペダルで使用されており、最も有名なのはダラス・アービター・ファズ・フェイスである。[ 102 ]
ゲルマニウムは、有害な水素ガスを発生させることなく体内に吸収される埋め込み型バイオエレクトロニクスセンサーの潜在的な材料として研究されており、酸化亜鉛や酸化インジウムガリウム亜鉛をベースとした実装に取って代わる可能性がある。[ 103 ]
ゲルマニウムは、1950年代初期の電子楽器機器、特に初期のトランジスタ回路に見られる多くの回路の作成にも使用されました。1960年代の最初のギターエフェクトペダル、Maestro FZ-1 (1962)、Dallas-Arbiter Fuzz Face (1966)、Tone Bender (1965) などのファズペダルには、ゲルマニウムトランジスタが使用されていました。[ 104 ]シリコンダイオードはより現代的な機器でより頻繁に使用されていますが、ゲルマニウムダイオードは障壁電位が低く、相互コンダクタンス曲線が滑らかであるため、クリッピングがそれほど激しくないため、一部の用途ではまだ使用されています。[ 105 ]
二酸化ゲルマニウムは、ポリエチレンテレフタレート（PET）の製造における重合触媒としても使用されています。 [ 106 ]このポリエステルの高い光沢は、特に日本で販売されているPETボトルに好まれています。[ 106 ]米国では、ゲルマニウムは重合触媒には使用されていません。[ 33 ]
シリカ（SiO 2）と二酸化ゲルマニウム（GeO 2 ）の類似性により、一部のガスクロマトグラフィーカラムのシリカ固定相はGeO 2に置き換えることができる。[ 107 ]
近年、ゲルマニウムは貴金属合金での使用が増加している。例えば、スターリングシルバー合金では、ゲルマニウムは火砕物の発生を抑制し、変色耐性を高め、析出硬化性を向上させる。アルゲンティウムという商標の変色防止銀合金には、1.2%のゲルマニウムが含まれている。[ 33 ]
単結晶高純度ゲルマニウムで作られた半導体検出器は、例えば空港のセキュリティなどで放射線源を正確に識別できます。 [ 108 ]ゲルマニウムは、単結晶中性子散乱やシンクロトロンX線回折で使用されるビームラインのモノクロメーターに有用です。反射率は、中性子や高エネルギーX線アプリケーションにおいてシリコンよりも優れています。[ 109 ]高純度ゲルマニウムの結晶は、ガンマ線分光法や暗黒物質の探索用の検出器に使用されています。[ 110 ]ゲルマニウム結晶は、リン、塩素、硫黄の測定用のX線分光計にも使用されています。[ 111 ]
ゲルマニウムは、スピントロニクスやスピンベースの量子コンピューティングアプリケーションにとって重要な材料として注目されています。2010年には、研究者らが室温でのスピン輸送を実証し[ 112 ]、最近ではゲルマニウム中のドナー電子スピンが非常に長いコヒーレンス時間を持つことが示されています[ 113 ]。
ゲルマニウムは植物や動物の健康に必須とは考えられていません。[ 114 ]環境中のゲルマニウムは健康への影響がほとんど、あるいは全くありません。これは主に、ゲルマニウムが通常、鉱石や炭素質材料中の微量元素としてのみ存在し、さまざまな工業および電子用途で使用される量が非常に少なく、摂取される可能性が低いためです。[ 33 ]同様の理由で、最終用途のゲルマニウムはバイオハザードとして環境への影響はほとんどありません。ゲルマニウムの反応性中間化合物の中には有毒なものがあります（下記の注意事項を参照）。[ 115 ]
有機ゲルマニウムと無機ゲルマニウムの両方から作られたゲルマニウムサプリメントは、白血病や肺がんを治療できる代替医療として販売されてきました。[ 30 ]しかし、その効果を示す医学的証拠はなく、むしろ有害であるという証拠もあります。 [ 114 ]米国食品医薬品局（FDA）の研究では、無機ゲルマニウムを栄養補助食品として使用すると、「人間の健康に潜在的な危険をもたらす」と結論付けています。[ 54 ]
代替医療従事者によってFDA非承認の注射液として投与されたゲルマニウム化合物もある。最初に使用されたゲルマニウムの可溶性無機形態、特にクエン酸乳酸塩は、長期にわたって使用した人に腎機能障害、肝脂肪症、末梢神経障害を引き起こした。これらの人のうち数人は死亡し、血漿および尿中のゲルマニウム濃度は内因性レベルより数桁高かった。より新しい有機形態であるβ-カルボキシエチルゲルマニウムセスキオキシド（プロパゲルマニウム）は、同じような毒性作用を示していない。[ 116 ]
ゲルマニウムの特定の化合物は哺乳類に対しては毒性が低いが、特定の細菌に対しては毒性を示す。[ 35 ]
ゲルマニウム自体の使用には予防措置は必要ありませんが、ゲルマニウムの人工的に作られた化合物の中には非常に反応性が高く、暴露するとすぐに人体に危険を及ぼすものがあります。例えば、四塩化ゲルマニウムとゲルマン（GeH 4）はそれぞれ液体と気体であり、目、皮膚、肺、喉に非常に刺激を与える可能性があります。[ 117 ]
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