Un semimetal es un material con una pequeña superposición en la energía de la banda de conducción y las bandas de valencia.

Sin embargo, la parte inferior de la banda de conducción se encuentra típicamente en una parte diferente del espacio de momento (en un vector k diferente) que la parte superior de la banda de valencia. Se podría decir que un semimetal es un semiconductor con una banda indirecta negativa. Esquemáticamente, la figura muestra

A) un semiconductor con un hueco directo (como p.ej. CuInSe2), B) un semiconductor con un hueco indirecto (como Si) y C) un semimetal (como Sn o grafito).

La figura es esquemática, mostrando solo la banda de conducción de energía más baja y la banda de valencia de energía más alta en una dimensión del espacio de momento (o espacio k). En sólidos típicos, el espacio k es tridimensional, y hay un número infinito de bandas.

A diferencia de un metal regular, los semimetales tienen portadores de carga de ambos tipos (agujeros y electrones), típicamente en números más pequeños que un metal real. Las propiedades eléctricas de los semimetales están a medio camino entre las de los metales y los semiconductores. Los elementos semimetálicos clásicos son arsénico, antimonio y bismuto. Estos también se consideran metaloides, pero los conceptos no son sinónimos. Los semimetales, a diferencia de los metaloides,también pueden ser compuestos como el HgTe, y el estaño y el grafito generalmente no se consideran metaloides.

Grafito y boronitruro hexagonal (BN) son una comparación interesante. Los materiales tienen esencialmente la misma estructura en capas y son isoelectrónicos. Sin embargo, BN es un semiconductor blanco y el grafito un semimetal negro, porque en un caso la banda es positiva (como el caso B en la figura) en el otro negativo (véase C).

Como los semimetales tienen menos portadores de carga que los metales, por lo general tienen conductividades eléctricas y térmicas más bajas. También tienen pequeñas masas efectivas tanto para agujeros como para electrones porque la superposición de energía suele ser el resultado del hecho de que ambas bandas de energía son anchas. Además, suelen mostrar altas susceptibilidades diamagnéticas y altas constantes dieléctricas de celosía.Burns, Gerald (1985). Física de Estado Sólido. Academic Press, Inc., 339-40. ISBN 0-12-146070-3.

Véase también

• Metal
• Metaloide
• Semiconductor
• la física de estado Sólido