Semimetallische

Semimetallische Eigenschaften bezeichnen Eigenschaften von Elementen und Materialien, die zwischen metallischen und nichtmetallischen Merkmalen liegen. In der Chemie werden Metalloide wie Bor (B), Silizium (Si), Germanium (Ge), Arsen (As), Antimon (Sb) und Tellur (Te) oft als Halbmetalle klassifiziert; Polonium (Po) wird je nach Systematik unterschiedlich zugeordnet. Semimetallische Stoffe zeigen typischerweise eine mittlere bis geringe elektrische Leitfähigkeit, die sich durch Temperaturerhöhung oder Dotierung verändern lässt. Silizium und Germanium sind die bekanntesten Vertreter und bilden die Grundlage der modernen Halbleitertechnik.

Aus physikalischer Sicht wird der Begriff Semimetall auch verwendet, um Materialien zu bezeichnen, deren Valenz- und Leitungsband sich beinahe berühren oder leicht überlappen. Dadurch entstehen Elektronen- und Lochträger, und die intrinsische Leitfähigkeit ist klein. Bekannte echte Semimetalle sind Bismut (Bi), Arsen (As), Antimon (Sb) sowie Graphit, die eine anisotrope bzw. unregelmäßige Leitfähigkeit zeigen.

Anwendungen: Halbleiterbauelemente wie Chips aus Silizium und Germanium; Dotierungsstoffe (Bor, Phosphor) zur Steuerung der Leitfähigkeit; Thermoelektrik und Sensorik werden aus bestimmten Metalloiden gewonnen (Tellur, Antimon). In der Festkörperphysik wird der Begriff Semimetall oft auch verwendet, um Materialien zu beschreiben, deren Bandstruktur Semimetall-Eigenschaften aufweist.

Die Zuordnung zwischen chemischer Metalloideklasse und physikalischem Semimetall-Begriff ist nicht eindeutig; je nach Perspektive spricht man von Halbmetallen, Metalloiden oder Semimetallen.