La estructura electrónica de un semimetal es el nivel de Fermi , es la densidad de estados para espín hacia abajo (a la izquierda) y espín hacia arriba (a la derecha). En este caso, el semimetal es conductor en el canal de espín minoritario.
Un semimetal es cualquier sustancia que actúa como conductor para los electrones de una orientación de espín , pero como aislante o semiconductor para los de la orientación opuesta. Aunque todos los semimetales son ferromagnéticos (o ferrimagnéticos ), la mayoría de los ferroimanes no son semimetales. Muchos de los ejemplos conocidos de semimetales son óxidos , sulfuros o aleaciones de Heusler . [1] Los tipos de compuestos semimetálicos predichos teóricamente hasta ahora incluyen algunas aleaciones de Heusler, como Co2FeSi , NiMnSb y PtMnSb ; algunas aleaciones de semi-Heusler que contienen Si con temperaturas de Curie superiores a 600 K , como NiCrSi y PdCrSi; algunos óxidos de metales de transición, incluido CrO2 con estructura de rutilo ; algunas perovskitas, como LaMnO3 y SeMnO3 ; y algunos compuestos de zincblenda (ZB) de estructura más simple, incluidos CrAs y superredes. Se ha determinado experimentalmente que NiMnSb y CrO 2 son semimetales a temperaturas muy bajas.
En los semimetales, la banda de valencia de una orientación de espín está parcialmente llena, mientras que hay un hueco en la densidad de estados de la otra orientación de espín. Esto da como resultado un comportamiento conductor solo para los electrones en la primera orientación de espín. En algunos semimetales, el canal de espín mayoritario es el conductor, mientras que en otros lo es el canal minoritario. [2]
Los semimetales se describieron por primera vez en 1983, como una explicación de las propiedades eléctricas de las aleaciones de Heusler basadas en manganeso . [3]
^ ab Coey, JMD; Venkatesan, M. (2002). "Ferromagnetismo semimetálico: ejemplo de CrO2". Journal of Applied Physics . 91 (10): 8345–50. Bibcode :2002JAP....91.8345C. doi :10.1063/1.1447879.
^ Rostami, Mohammad; Afkani, Mohammad; Torkamani, Mohammad Reza; Kanjouri, Faramarz (1 de julio de 2020). "Investigaciones DFT de superficie y en masa de las propiedades electrónicas y magnéticas de aleaciones Heusler cuaternarias CsXNO (X = Mg, Ca y Sr)". Química y física de materiales . 248 : 122923. doi :10.1016/j.matchemphys.2020.122923. ISSN 0254-0584.
^ de Groot, RA; Mueller, FM; Engen, PG van; Buschow, KHJ (20 de junio de 1983). "Nueva clase de materiales: ferroimanes semimetálicos" (PDF) . Physical Review Letters . 50 (25): 2024–2027. Bibcode :1983PhRvL..50.2024D. doi :10.1103/PhysRevLett.50.2024. hdl : 11370/e3946f6b-8acb-4e0a-80cf-735506203f25 .
Lectura adicional
Guezlane, M; Baaziz, H; El Haj Hassan, F; Charifi, Z; Djaballah, Y (2016). "Propiedades electrónicas, magnéticas y térmicas de las aleaciones Heusler Co2CrxFe1−xX (X=Al, Si): cálculos de primeros principios". Revista de magnetismo y materiales magnéticos . 414 : 219–26. Código Bibliográfico :2016JMMM..414..219G. doi :10.1016/j.jmmm.2016.04.056.
Son, Young-Woo; Cohen, Marvin L; Louie, Steven G (2006). "Nanocintas de grafeno semimetálicas". Nature . 444 (7117): 347–9. arXiv : cond-mat/0611600 . Bibcode :2006Natur.444..347S. doi :10.1038/nature05180. PMID 17108960. S2CID 52851642.
