Semimetalliske

Semimetalliske materialer, ofte omtalt som semimetaller, er en gruppe stoffer som har elektroniske egenskaper mellom metaller og halvledere. De kjennetegnes vanligvis av en svært liten overlap mellom valensbåndet og ledningsbåndet, eller av et smalt båndgap. Som følge av dette ligger Fermi-nivået nær ledningsbåndet, og både elektroner og hull kan bidra til elektrisk transport. Dette gir karakteristiske transportfenomener og ofte høy mobilitet, avhengig av temperatur og struktur.

Elektroniske egenskaper hos semimetalliske materialer er ofte preget av lav tetthet av tilstander rundt Fermi-nivået sammenlignet med metaller, samtidig som transporten kan være sensitiv for magnetiske felt. Mange semimetaller viser stor magnetresistans og anisotrop transport, noe som gjør dem interessante for studier av bæretransport og for sensorteknologi. Trykk og kjemisk sammensetning kan også endre båndstrukturen og dermed transportegenskapene.

Klasse og eksempler: Klassiske semimetaller inkluderer bismuth (Bi) og grafitt, som både viser semimetallisk oppførsel. I nyere forskning er det også kjent som topologiske semimetaller og Dirac- eller Weyl-semi-metal, som Na3Bi og Cd3As2, samt grafen som et to-dimensjonalt semimetall. Begrepet dekker dermed både naturlige og syntetiske materialer med semimetallisk karakter.

Bruksområder omfatter sensorer, magnetresistive enheter og andre elektroniske applikasjoner der man utnytter oppførsel knyttet til båndstruktur og bærerkonsentrasjon. Semimetallisk oppførsel gir ofte særegen respons på temperatur, felt og trykk, som kan utnyttes i spesialiserte teknologier.