en semimetall är ett material med en liten överlappning i ledningsbandets och valensbandets energi.

emellertid är ledningsbandets botten vanligtvis belägen i en annan del av momentumutrymmet (vid en annan k-vektor) än toppen av valensbandet. Man kan säga att en semimetall är en halvledare med en negativ indirekt bandgap. Schematiskt visar figuren

A) en halvledare med ett direkt gap (som t. ex. CuInSe2), B) en halvledare med ett indirekt gap (som Si) och C) en semimetall (som Sn eller grafit). figuren är schematisk och visar endast det lägsta energiledningsbandet och det högsta energivalensbandet i en dimension av momentumutrymme (eller k-utrymme). I typiska fasta ämnen är k-rymden tredimensionell och det finns ett oändligt antal band.

till skillnad från en vanlig metall har semimetaller laddningsbärare av båda typerna (hål och elektroner), vanligtvis i mindre antal än en riktig metall. De elektriska egenskaperna hos halvmetaller är halvvägs mellan metaller och halvledare. De klassiska semimetalliska elementen är arsenik, antimon och vismut. Dessa betraktas också som metalloider men begreppen är inte synonyma. Semimetaler, i motsats till metalloider,kan också vara föreningar såsom HgTe, och tenn och grafit anses vanligtvis inte metalloider.

grafit och hexagonal boronnitrid (BN) är en intressant jämförelse. Materialen har i huvudsak samma skiktade struktur och är isoelektroniska. BN är emellertid en vit halvledare och grafit en svart semimetall, eftersom bandgapet i ett fall är positivt (som fall B i figuren) i det andra negativa (se C).

eftersom halvmetaller har färre laddningsbärare än metaller, har de vanligtvis lägre elektriska och termiska konduktiviteter. De har också små effektiva massor för både hål och elektroner eftersom överlappningen i energi vanligtvis är resultatet av att båda energibanden är breda. Dessutom visar de vanligtvis höga diamagnetiska känsligheter och dielektriska konstanter med hög gitter.

1. ^ Burns, Gerald (1985). Fasta Tillståndets Fysik. Academic Press, Inc., 339-40. ISBN 0-12-146070-3.
2. ^ Wang, Yang; N. Mansour, A. Salem, K. F. Brennan och P. P. Ruden (1992). ”Teoretisk studie av en potentiell lågbrusbaserad halvmetallbaserad lavinfotodetektor”. IEEE Journal of Quantum Electronics 28 (2): 507-513. doi: 10.1109 / 3.123280. Hämtad 2006-06-08.

Se även

• metall
• Metalloid
• halvledare
• fast tillståndsfysik