Semimetallo (fisica)

Riempimento degli stati elettronici in diversi tipi di materiali all'equilibrio. L'altezza è l'energia mentre la larghezza è la densità degli stati disponibili per una certa energia. L'ombreggiatura segue la distribuzione di Fermi-Dirac (nero: tutti gli stati riempiti; bianco: nessuno stato riempito). Nei metalli e nei semimetalli il livello di Fermi EF si trova dentro almeno una banda.

Un semimetallo è un materiale caratterizzato da una sovrapposizione molto piccola tra la parte inferiore della banda di conduzione e la parte superiore della banda di valenza. Secondo la teoria delle bande elettroniche, i solidi possono essere classificati come isolanti, semiconduttori, semimetalli o metalli. Negli isolanti e nei semiconduttori la banda di valenza riempita è separata da una banda di conduzione vuota da un intervallo tra bande, o banda proibita. Per gli isolanti, l'ampiezza di questa banda è maggiore (ad es. > 4 eV) rispetto a quello di un semiconduttore (es. < 4 eV). A causa della leggera sovrapposizione tra le bande di conduzione e di valenza, i semimetalli non hanno la banda proibita e una densità di stati trascurabile al livello di Fermi. Un metallo, invece, ha una densità di stati apprezzabile a livello di Fermi perché la banda di conduzione è parzialmente riempita.[1]

  1. ^ Gerald Burns, Solid State Physics, 1ª ed., pp. 339–40, ISBN 978-0-12-146070-9.

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