półmetal jest materiałem o niewielkim nakładaniu się energii pasma przewodnictwa i pasma walencyjnego.

jednak dolna część pasma przewodnictwa znajduje się zazwyczaj w innej części przestrzeni pędu (w innym K-wektorze) niż górna część pasma walencyjnego. Można powiedzieć, że półprzewodnik jest półprzewodnikiem z ujemnym pasmapem pośrednim. Schematycznie rysunek przedstawia

A) półprzewodnik o bezpośredniej szczelinie (jak np. CuInSe2), B) półprzewodnik z pośrednią szczeliną (jak Si) i C) półprzewodnik (jak Sn lub grafit).

rysunek jest schematyczny, pokazując tylko pasmo przewodzenia o najniższej energii i pasmo Walencji o najwyższej energii w jednym wymiarze przestrzeni pędu (lub przestrzeni K). W typowych bryłach k-przestrzeń jest trójwymiarowa i istnieje nieskończona liczba pasm.

w przeciwieństwie do zwykłego metalu, półmetale mają nośniki ładunku obu typów (otwory i elektrony), zwykle w mniejszej liczbie niż prawdziwy metal. Właściwości elektryczne półmetali są częściowo pomiędzy właściwościami metali i półprzewodników. Klasycznymi pierwiastkami półmetalicznymi są arsen, antymon i bizmut. Są one również uważane za metaloidy, ale pojęcia nie są synonimami. Półmetale, w przeciwieństwie do metaloidów, mogą być również związkami takimi jak HgTe,a cyna i grafit zwykle nie są uważane za metaloidy.

grafit i sześciokątny boronitryd (BN) to ciekawe porównanie. Materiały mają zasadniczo tę samą warstwową strukturę i są izoelektroniczne. Jednak BN jest białym półprzewodnikiem, a grafitem czarnym półprzewodnikiem, ponieważ w jednym przypadku bandgap jest dodatni (jak przypadek B na rysunku), w drugim ujemny (patrz C).

ponieważ półmetale mają mniej nośników ładunku niż metale, zwykle mają niższe przewodnictwo elektryczne i cieplne. Mają również małe masy efektywne zarówno dla dziur, jak i elektronów, ponieważ nakładanie się energii jest zwykle wynikiem faktu, że oba pasma energii są szerokie. Ponadto wykazują one zazwyczaj wysoką podatność diamagnetyczną i wysokie stałe dielektryczne sieci.

1. ^ Burns, Gerald (1985). Fizyka Ciała Stałego. Academic Press, Inc., 339-40. ISBN 0-12-146070-3.
3. ^ Wang, Yang; N. Mansour, A. Salem, K. F. Brennan, and P. P. Ruden (1992). „Theoretical study of a potential low-noise semimetal-based avalanche photodetector”. IEEE Journal of Quantum Electronics 28 (2): 507-513. doi: 10.1109 / 3.123280 2006-06-08

Zobacz też

• Metal
• Metaloid
• półprzewodnik
• fizyka ciała stałego