Напівметали – металоїди

 

Напівметали (металоїди) – елементи, які по електричним властивостям займають місце між напівпровідниками і металами. Основна відмітна особливість напівметалів — слабке перекриття валентної зони і зони провідності, що приводить до того, що напівметали можуть проводити струм аж до нуля градусів Кельвіна, і до малої (якщо порівнювати з металами) концентрації носіїв струму (1018 — F 1020 см-3) і, отже, меншою в 102-105 раз електропровідності. І металоїдів, на відміну від металів, із збільшенням температури провідність їх теж збільшується з підвищенням температури число носіїв струму (електронів і дірок) зростає, але все-таки залишається невеликим, досягаючи концентрації 1018-1020 см−3, або 10-3 на атом).

У таблиці Менделєєва перехід в групах від металів до неметаллам відбувається зліва направо. Металоїди розташовуються в III – VI прикордонних групах. 

Напівметали є: кремній, бор, германій, миш’як, сурма, телур, іноді — вісмут, полоній і астат, а також олово, яке має напівпровідникової формою, і графіт (алотропні модифікації вуглецю). Можливо, унунсептій теж напівметали.

Якщо дивитися по хімічним властивостям, то видно, що напівметали є неметалами, однак за типом провідності є провідниками.

Носії струму в напівметалах вывделяются гарною рухливістю і низькою ефективною масою. Завдяки чому металоїди є найбільш придатними об’єктами для спостереження розмірних ефектів, фазових переходів напівметали — діелектрик в сильних магнітних полях і ряду інших явищ.

 

Полуметаллы металоїди

 

Кристалічна структура напівметалів, на відміну від стандартних металів, не є ні щільною, ні ретельним атомної упаковкою і характеризується більш або менш яскраво вираженою анізотропією. Це обумовлено неравноценностью хімічного зв’язку (по міцності, а іноді і за типом) в різних кристалографічних напрямках – гетеродесмичністю. В рамках зонної теорії твердого тіла це призводить до того, що потенційний рельєф дна зони провідності і “стелі валентної зони, що визначається характером кристалічної структури, досить складний і в декількох кристалографічних напрямках ймовірно перекривання цих зон. Значить, і валентні електрони, які здійснюють хімічну зв’язок, делокализуются вздовж заданих напрямків у кристалі і перетворюються в електрони провідності. У той же час уздовж інших кристалографічних напрямків енергетичний зазор між дном зони провідності та стелі валентної зони зберігається і з збільшенням температури ймовірний активаційний перехід електронів між зонами і збільшення електропровідності з температурою, тобто стандартне напівпровідникове поведінку.

Приміром, в графіті, де добре виражена шаруватість структури, електрони делокализованы в атомних шарах, перпендикулярних осі гексагенної призми, яка є в даному випадку елементарною коміркою. Уздовж цієї осі атомні шари пов’язані слабкими ван-дер-ваальсовими силами і в цьому напрямку зберігається великий межзонный зазор.

ПОДІЛИТИСЯ: