et semimetal er et materiale med en lille overlapning i ledningsbåndets og valensbåndets energi.

imidlertid er bunden af ledningsbåndet typisk placeret i en anden del af momentumrummet (ved en anden k-vektor) end toppen af valensbåndet. Man kan sige, at en semimetal er en halvleder med en negativ indirekte bandgap. Skematisk viser figuren

A) en halvleder med et direkte mellemrum (som f. eks. CuInSe2), B) en halvleder med et indirekte mellemrum (som Si) og C) en semimetal (som Sn eller grafit).

figuren er skematisk og viser kun det laveste energiledningsbånd og valensbåndet med højeste energi i en dimension af momentumrum (eller k-rum). I typiske faste stoffer er k-rummet tredimensionelt, og der er et uendeligt antal bånd.

I modsætning til et almindeligt metal har semimetaller ladningsbærere af begge typer (huller og elektroner), typisk i mindre antal end et ægte metal. De elektriske egenskaber af semimetaller er halvvejs mellem dem af metaller og halvledere. De klassiske semimetalliske elementer er arsen, antimon og vismut. Disse betragtes også som metalloider, men begreberne er ikke synonyme. Semimetaler, i modsætning til metalloider, kan også være forbindelser såsom HgTe,og tin og grafit betragtes typisk ikke som metalloider.

grafit og sekskantet boronnitrid (BN) er en interessant sammenligning. Materialerne har i det væsentlige den samme lagdelte struktur og er isoelektroniske. BN er dog en hvid halvleder og grafit en sort semimetal, fordi båndgabet i et tilfælde er positivt (som tilfælde B i figuren) i det andet negativt (se C). da semimetaller har færre ladningsbærere end metaller, har de typisk lavere elektriske og termiske ledningsevne. De har også små effektive masser til både huller og elektroner, fordi overlapningen i energi normalt er resultatet af, at begge energibånd er brede. Derudover viser de typisk høje diamagnetiske modtagelighed og høje gitterdielektriske konstanter.^ Burns, Gerald (1985). Solid State Fysik. Academic Press, Inc., 339-40. ISBN 0-12-146070-3. ^ N. Mansour, A. Salem, K. F. Brennan og P. P. Ruden (1992). “Teoretisk undersøgelse af en potentiel lav-støj semimetal-baseret lavine fotodetektor”. IEEE Tidsskrift for Kvanteelektronik 28 (2): 507-513. doi: 10.1109 / 3.123280. Hentet den 2006-06-08.

Se også

• Metal
• Metalloid
• halvleder
• Solid-state fysik