半金屬

位於周期表對角線上的幾種元素，其性質介於金屬和非金屬之間，被稱為半金屬、準金屬或類金屬(metalliods)。其特點是都具有一種或幾種同質異構體，其中一些具有金屬性質，一些具有非金屬性質。半金屬大都是半導體材料。

半金屬簡介

metalloid；semi-metals

性質介於金屬和非金屬之間的元素。這些元素一般性脆，呈金屬光澤。半金屬元素在元素周期表中處於金屬向非金屬過渡位置，通常包括硼 B、矽 Si、砷 As、碲 Te、硒 Se、釙 Po和砹 At，鍺 Ge、銻 Sb也可歸入半金屬。若沿元素周期表ⅢA族的硼和鋁之間到 ⅥA族的碲和釙之間畫一鋸齒形斜線，則貼近這條斜線的元素（除鋁外）都是半金屬。半金屬性脆，呈金屬光澤，電負性在1.8～2.4之間，大於金屬，小於非金屬。半金屬與非金屬作用時常作為電子給予體，而與金屬作用時常作為電子接受體。其氧化物與水作用生成弱酸性或弱鹼性的溶液。半金屬大多是半導體，具有導電性，電阻率介於金屬（10-5歐姆·厘米以下）和非金屬（1010歐姆·厘米以上）之間，導電性對溫度的依從關係通常與金屬相反，如果加熱半金屬，其電導率隨溫度的升高而上升。半金屬大都具有多種不同物理、化學性質的同素異形體，廣泛用作半導體材料。

半金屬名詞的來源

semi-metals
半金屬這個名詞起源於中世紀的歐洲，用來稱呼鉍，因為它缺少正常金屬的延展性，只算得上“半”金屬。目前則指導電電子濃度遠低於正常金屬的一類金屬。正常金屬的載流子濃度都在1022厘米-3以上。而半金屬的載流子濃度在1022～1017厘米-3之間。典型的數據如下：
砷　As Arsenic　(2.12±0.01)×1020厘米-3
銻　Sb Antimony　(5.54±0.05)×1019厘米-3
鉍　Bi Bismuth　2.88×1017厘米-3
石墨　2.72×1018厘米-3

半金屬的分類

半金屬材料有多種分類方法。根據材料結構的不同, 半金屬可分為尖晶石結構型半金屬材料,如:Fe3O4 , CuV2S4 等; 鈣鈦礦結構型半金屬材料,如: La2/ 3Sr1/ 3MnO3 , La0. 7Sr0. 3MnO3 等; 金紅石結構型半金屬材料, 如: CrO2 , CoS2 等; Half- Heusler和Heusler 結構半金屬材料, 如: NiMnSb , PtMnSb和Mn2VAl 等。根據材料磁性的不同可分為鐵磁性半金屬, 如: CrO2 ; 亞鐵磁性半金屬,如: Fe3O4 等; 反鐵磁性半金屬, 如: V7MnFe8Sb7 In 和LaVMnO6等。根據半金屬性的來源又可分為共價鍵帶隙半金屬, 如: NiMnSb , GaAs和CrO2 ; 電荷傳輸能帶帶隙半金屬, 如: 龐磁阻材料和雙鈣鈦礦結構材料; d- d 相互作用能帶帶隙半金屬, 如: Fe3O4、Fe xCo1- x S2和Mn2VAl。自鏇能帶帶隙是半金屬的本質要素, 根據半金屬性的本質來源劃分半金屬的種類更為重要和科學。

半金屬的特點

半金屬能帶的特點，是它的導帶與價帶之間有一小部分重疊。不需要熱激發，價帶頂部的電子會流入能量較低的導帶底部。因此在絕對零度時，導帶中就已有一定的電子濃度，價帶中也有相等的空穴濃度。這是半金屬與半導體的根本區別。但因重疊較小，它和典型的金屬也有所區別。
除上述元素外，化合物也可以是半金屬，如 Mg2Pb。另有一些化合物，如HgTe、HgSe等禁頻寬度等於零，有時稱作零禁帶半導體，實質上也是半金屬。