半金属

半金属图片来源百度网原图链接

半金属（metalloid）通常指硼、硅、锗、砷、碲、砹、和锑。若沿元素周期表ⅢA族的硼和铝之间到 ⅥA族的碲和钋之间画一锯齿形斜线，则贴近这条斜线的元素（除铝和钋外）都是半金属。

中文名:半金属

外文名:metalloid

所属学科:化学

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应用领域:半导体材料

目录

定义

半金属在元素周期表中处于金属向非金属过渡的位置，物理性质和化学性质介于金属和非金属之间。半金属性脆，呈金属光泽，电负性在1.8～2.4之间，大于金属，小于非金属。半金属与非金属作用时常作为电子给予体，而与金属作用时常作为电子接受体。其氧化物与水作用生成弱酸性或弱碱性的溶液。半金属大多是半导体，具有导电性，电阻率介于金属（10-5欧姆·厘米以下）和非金属（1010欧姆·厘米以上）之间，导电性对温度的依从关系通常与金属相反，如果加热半金属，其电导率随温度的升高而上升。半金属大都具有多种不同物理、化学性质的同素异形体，广泛用作半导体材料。

特点

半金属能带的特点，是它的导带与价带之间有一小部分重叠。不需要热激发，价带顶部的电子会流入能量较低的导带底部。因此在绝对零度时，导带中就已有一定的电子浓度，价带中也有相等的空穴浓度。这是半金属与半导体的根本区别。但因重叠较小，它和典型的金属也有所区别。

除上述元素外，化合物也可以是半金属，如 Mg2Pb。另有一些化合物，如HgTe、HgSe等禁带宽度等于零，有时称作零禁带半导体，实质上也是半金属。

性质

基于它们的物理和化学特性，几乎所有元素周期表上的金属都可被分类为金属或非金属；但也有一些特性介于金属与非金属之间，称为半金属。准金属也叫半金属。通常指硼、硅、锗、硒、碲、钋、砷和锑。它们在元素周期表中处于金属向非金属过渡的位置，物理性质和化学性质介于金属和非金属之间。单质一般性脆，呈金属光泽。电负性在1.8～2.4之间，大于金属，小于非金属，准金属多是半导体，具有导电性。它们跟非金属作用时常作为电子给予体，而跟金属作用时常作为电子接受体

研究

准金属这个名词起源于中世纪的欧洲，用来称呼铋，因为它缺少正常金属的延展性，只算得上“准”金属。目前则指导电电子浓度远低于正常金属的一类金属。正常金属的载流子浓度都在1022厘米-3以上。而半金属的载流子浓度在1022～1017厘米-3之间。典型的数据如下：

砷　As Arsenic　(2.12±0.01)×1020厘米-3

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锑　Sb Antimony　(5.54±0.05)×1019厘米-3

铋　Bi Bismuth　 2.88×1017厘米-3

石墨　 2.72×1018厘米-3

分类

半金属材料有多种分类方法。根据材料结构的不同, 半金属可分为尖晶石结构型半金属材料,如:Fe3O4 , CuV2S4 等;钙钛矿结构型半金属材料,如: La2/ 3Sr1/ 3MnO3 , La0. 7Sr0. 3MnO3 等; 金红石结构型半金属材料, 如: CrO2 , CoS2 等; Half- Heusler和Heusler 结构半金属材料, 如: NiMnSb , PtMnSb和Mn2VAl 等。根据材料磁性的不同可分为铁磁性半金属, 如: CrO2 ;亚铁磁性半金属,如: Fe3O4 等;反铁磁性半金属, 如: V7MnFe8Sb7 In 和LaVMnO6等。根据半金属性的来源又可分为共价键带隙半金属, 如: NiMnSb , GaAs和CrO2 ; 电荷传输能带带隙半金属, 如: 庞磁阻材料和双钙钛矿结构材料; d- d 相互作用能带带隙半金属, 如: Fe3O4、FexCo1-xS2和Mn2VAl。自旋能带带隙是半金属的本质要素, 根据半金属性的本质来源划分半金属的种类更为重要和科学。