锗（Ge）的电子和空穴迁移率远高于硅（Si），且其与硅（Si）工艺有良好的兼容性，根据ITRS（国际半导体技术蓝图）的预测，应变Ge将是16纳米及以下工艺节点硅基CMOS的最佳沟道材料。能带结构是深入研究应变Ge材料基本特性，设计高速/高性能器件与电路的基础。目前，国内外对应变锗的研究主要集中在应变锗材料制备、新型器件结构及其性能优化等方面，有关应力作用下锗材料能带结构研究的文献报道则较少，理论研究滞后于应用研究。本文从应用胡克定律，建立了沿<001>、<110>和<111>方向单、双轴张和压应力作用下应变锗在任意面内的应变张量模型。根据线性形变势能理论，计算了沿<001>、<110>和<111>方向的单轴应力作用下以及双轴应力在不同晶面内的应变锗导带各个能谷的谷底能级的变化情况。计算结果显示，在<001>方向的单轴应力作用下，Δ能谷带边能级分裂，且在压应力是1.8GPa时Δ能谷的谷底能级变为最低能级。在<110>方向的单轴应力作用下，Δ能谷和L能谷带边能级分裂。在<111>方向的单轴应力作用下，L能谷带边能级分裂。而在双轴张应力作用下，当面内应变张量达到0.018时(001)面应变锗的Γ能谷最低能级比L能谷最低能级还要低，表明应变锗由间接帯隙半导体变为直接帯隙半导体。