La estructura electrónica de un medio metal. es el nivel de Fermi , es la densidad de estados para girar hacia abajo (a la izquierda) y girar hacia arriba (a la derecha). En este caso, el semimetal conduce en el canal de espín minoritario.
Un semimetal es cualquier sustancia que actúa como conductor de electrones de una orientación de espín , pero como aislante o semiconductor de aquellos de 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 Co 2 FeSi , NiMnSb y PtMnSb; algunas aleaciones semiHeusler que contienen Si con temperaturas de Curie superiores a 600 K, como NiCrSi y PdCrSi; algunos óxidos de metales de transición, incluido el CrO 2 estructurado con rutilo ; algunas perovskitas, como LaMnO 3 y SeMnO 3 ; y algunos compuestos de zincblenda (ZB) de estructura más simple, incluidos CrA y superredes. Se ha determinado experimentalmente que NiMnSb y CrO 2 son semimetales a temperaturas muy bajas.
En los semimetales, la banda de valencia para una orientación de espín está parcialmente llena, mientras que hay un espacio en la densidad de estados para 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 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". Revista de Física Aplicada . 91 (10): 8345–50. Código Bib : 2002JAP....91.8345C. doi : 10.1063/1.1447879.
^ Rostami, Mohammad; Afkani, Mohammad; Torkamani, Mohammad Reza; Kanjouri, Faramarz (1 de julio de 2020). "Investigaciones DFT a granel y de superficie de las propiedades electrónicas y magnéticas de las aleaciones cuaternarias de Heusler de 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, furgoneta PG; Buschow, KHJ (20 de junio de 1983). "Nueva clase de materiales: ferroimanes semimetálicos" (PDF) . Cartas de revisión física . 50 (25): 2024-2027. Código Bib : 1983PhRvL..50.2024D. doi : 10.1103/PhysRevLett.50.2024. hdl : 11370/e3946f6b-8acb-4e0a-80cf-735506203f25 .
Lectura adicional
Guezlán, M; Baaziz, H; El Haj Hassan, F; Charifi, Z; Djaballah, Y (2016). "Propiedades electrónicas, magnéticas y térmicas de las aleaciones Co2CrxFe1−xX (X = Al, Si) Heusler: cálculos de primeros principios". Revista de Magnetismo y Materiales Magnéticos . 414 : 219–26. Código Bib : 2016JMMM..414..219G. doi :10.1016/j.jmmm.2016.04.056.
Hijo, Young Woo; Cohen, Marvin L; Louie, Steven G (2006). "Nanocintas de grafeno semimetálicas". Naturaleza . 444 (7117): 347–9. arXiv : cond-mat/0611600 . Código Bib :2006Natur.444..347S. doi : 10.1038/naturaleza05180. PMID 17108960. S2CID 52851642.
