半金属
半金属は、伝導帯と価電子帯のエネルギーに小さな重複を持つ材料です。
追加の推奨知識
しかし、伝導帯の底部は、通常、価電子帯の上部とは運動量空間の異なる部分（異なるkベクトル）に位置しています。 半金属は負の間接バンドギャップを持つ半導体であると言うことができます。 模式的には、図は
a）直接ギャップを有する半導体（例えば、以下のような）を示している。 Cuinse2）、B）間接ギャップ（Siのような）およびc）半金属（Snまたはグラファイトのような）を有する半導体。
図は模式的で、運動量空間（またはk空間）の一次元における最低エネルギー伝導帯と最高エネルギー価電子帯のみを示しています。 典型的な固体では、k-空間は三次元であり、無限の数のバンドが存在する。
通常の金属とは異なり、半金属は両方のタイプ（正孔と電子）の電荷キャリアを持ち、通常は実際の金属よりも小さい数です。
通常の金属とは異なり、半金属は正孔と電子の両方のタイプの電荷キャリアを持っています。 半金属の電気的性質は、金属と半導体の電気的性質の中間にあります。 古典的な半金属元素はヒ素、アンチモン、ビスマスである。 これらは半金属とも考えられますが、概念は同義ではありません。 半金属は、半金属とは対照的に、HgTeのような化合物でもあり、錫および黒鉛は典型的には半金属とはみなされない。
グラファイトと六方晶窒化ホウ素（BN）は興味深い比較です。 材料は本質的に同じ層状構造を有し、等電子的である。 しかし、BNは白色半導体であり、グラファイトは黒色半金属であり、ある場合にはバンドギャップが正であるため（図のケースBのように）、他の負である（C参照）。 半金属は金属よりも電荷キャリアが少ないため、通常は電気伝導率と熱伝導率が低くなります。
半金属は金属よりも電荷キャリアが少ないため、電気伝導率と熱伝導率が低いのが一般的です。 エネルギーの重複は、通常、両方のエネルギーバンドが広いという事実の結果であるため、それらはまた、正孔と電子の両方に対して小さな有効質量を有 さらに、それらは典型的には高い反磁性感受率および高い格子誘電率を示す。
- ^Burns,Gerald(1985). 固体物理学。 株式会社アカデミック-プレス, 339-40. ISBN0-12-146070-3.
- ^Wang,Yang;N.Mansour,A.Salem,K.F.Brennan,P.P.Ruden(1992). “潜在的な低ノイズ半金属ベースの雪崩光検出器の理論的研究”。 IEEE Journal of Quantum Electronics28(2):507-513. ドイ:10.1109/3.123280. 2006-06-08に取得しました。
も参照してください
- 金属
- 半金属
- 半導体
- 固体物理学