a semimetal olyan anyag, amelynek kis átfedése van a vezetősáv és a vegyértéksávok energiájában.

a vezetési sáv alja azonban általában a momentumtér egy másik részén helyezkedik el (más k-vektorban), mint a vegyértéksáv teteje. Azt lehet mondani, hogy a félfém egy félvezető, amelynek negatív közvetett sávja van. Vázlatosan az ábra

A) egy közvetlen résű félvezetőt mutat (például. CuInSe2), B) közvetett résű félvezető (például Si) és C) félfém (például Sn vagy grafit).

az ábra sematikus, csak a legkisebb energiájú vezetési sávot és a legnagyobb energiájú vegyérték sávot mutatja A momentum tér (vagy k-tér) egyik dimenziójában. A tipikus szilárd anyagokban a k-tér háromdimenziós, és végtelen számú sáv van.

a normál fémektől eltérően a félfémek mindkét típusú töltéshordozókkal rendelkeznek (lyukak és elektronok), jellemzően kisebb számban, mint egy valódi fém. A félfémek elektromos tulajdonságai részben a fémek és a félvezetők között vannak. A klasszikus félfémes elemek az arzén, az antimon és a bizmut. Ezeket metalloidoknak is tekintik, de a fogalmak nem szinonimák. A félfémek, ellentétben a metalloidokkal,lehetnek olyan vegyületek is, mint a HgTe, és az ón és a grafit általában nem tekinthető metalloidnak.

a grafit és a hatszögletű boronnitrid (BN) érdekes összehasonlítás. Az anyagok lényegében azonos rétegű szerkezetűek, izoelektronikusak. A BN azonban fehér félvezető, a grafit pedig Fekete félfém, mert az egyik esetben a sávgap pozitív (mint az ábrán látható B eset) a másik negatívban (lásd C).

mivel a félfémeknek kevesebb töltéshordozójuk van, mint a fémeknek, jellemzően alacsonyabb elektromos és hővezető képességük van. Kis effektív tömegük van mind a lyukak, mind az elektronok számára, mivel az energia átfedése általában annak a ténynek az eredménye, hogy mindkét energiasáv széles. Emellett jellemzően magas diamágneses érzékenységet és magas rácsos dielektromos állandókat mutatnak.

1. ^ Burns, Gerald (1985). Szilárdtest Fizika. Academic Press, Inc., 339-40. ISBN 0-12-146070-3.
2. ^ Wang, Yang; N. Mansour, A. Salem, K. F. Brennan és P. P. Ruden (1992). “Egy potenciális alacsony zajszintű félfém alapú lavina fotodetektor elméleti vizsgálata”. IEEE Kvantumelektronikai folyóirat 28 (2): 507-513. doi:10.1109 / 3.123280. Letöltve: 2006-06-08.

Lásd még

• fém
• Metalloid
• félvezető
• szilárdtestfizika