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Concept
Semimétal
Résumé
redresse=1.75|vignette| Diagramme représentant la distribution des électrons dans les bandes de différents types de matériaux à l'équilibre. De gauche à droite : métal ; semimétal ; semiconducteur (dopé p, intrinsèque, dopé n) ; isolant. L'énergie est représentée par l'axe vertical, tandis que l'épaisseur horizontale des bandes représente la densité d'états.La densité électronique par niveau d'énergie suit la statistique de Fermi-Dirac et est représentée par un dégradé de noir. Le niveau de Fermi E des métaux et des semimétaux se trouve dans au moins l'une des bandes, tandis qu'il se trouve loin de toute bande dans les isolants, et suffisamment proche d'une bande dans les semiconducteurs pour peupler la bande de conduction ou la bande de valence d'électrons ou de trous.
Un semimétal est un matériau dont les états d'énergie inférieurs de la bande de conduction recouvrent très faiblement les états d'énergie supérieurs de la bande de valence. Il s'agit de l'un des types de substances définis par théorie des bandes, les autres étant les métaux, les semiconducteurs et les isolants. Dans les semiconducteurs et les isolants, les bandes de valence et conduction sont séparées par une bande interdite, dont la largeur est appelée gap. Celle-ci est plus large pour les isolants que pour les semiconducteurs, la limite entre les deux se situant empiriquement aux environs de . Les métaux sont caractérisés par un continuum de densités d'états électroniques entre la bande de valence et la bande de conduction, ce qui fait que cette dernière est constamment peuplée d'électrons qui y sont injectés thermiquement par-delà le niveau de Fermi : la conductivité électrique d'un métal n'est jamais nulle. Lorsque le passage entre la bande de valence et la bande de conduction est étroit, avec une densité d'états faible mais non nulle autour du niveau de Fermi, on dit qu'on est en présence d'un semimétal.
L'arsenic, l'antimoine, le bismuth, l'étain α (gris) et le graphite sont des corps simples semimétalliques, mais il existe également des composés semimétalliques, comme le tellurure de mercure HgTe.
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