Полуметаллы (металлоиды) - элементы, которые по электрическим свойствам занимают место между полупроводниками и металлами. Основная отличительная особенность полуметаллов — слабое перекрытие валентной зоны и зоны проводимости, приводящее к тому, что полуметаллы могут проводить ток вплоть до нуля градусов Кельвина, и к малой (если сравнивать с металлами) концентрации носителей тока (1018 — 1020 F см-3) и, значит, меньшей в 102-105 раз электропроводности. И у металлоидов, в отличие от металлов, с увеличением температуры проводимость их тоже увеличивается (с повышением температуры число носителей тока (электронов и дырок) возрастает, но всё-таки остаётся небольшим, достигая концентрации 1018—1020 см−3, или 10−3 на атом).

В таблице Менделеева переход в группах от металлов к неметаллам происходит слева направо. Металлоиды располагаются в III - VI пограничных группах. 

Полуметаллами являются: кремний, бор, германий, мышьяк, сурьма, теллур, иногда — висмут, полоний и астат, а также олово, которое обладает полупроводниковой формой, и графит (аллотропную модификацию углерода). Возможно, унунсептий тоже полуметалл.

Если смотреть по химическим свойствам, то видно, что полуметаллы являются неметаллами, однако по типу проводимости являются проводниками.

Носители тока в полуметаллах вывделяются хорошей подвижностью и низкой эффективной массой. Благодаря чему металлоиды являются самыми подходящими объектами для наблюдения размерных эффектов, фазовых переходов полуметалл — диэлектрик в сильных магнитных полях и ряда других явлений.

 

Полуметаллы  металлоиды

 

Кристаллическая структура полуметаллов, в отличие от стандартных металлов, не является ни плотной, ни плотнейшей атомной упаковкой и характеризуется более или менее ярко выраженной анизотропией. Это обусловлено неравноценностью химической связи (по прочности, а иногда и по типу) в разных кристаллографических направлениях - гетеродесмичностью. В рамках зонной теории твердого тела это приводит к тому, что потенциальный рельеф "дна" зоны проводимости и "потолка" валентной зоны, который определяется характером кристаллической структуры, весьма сложен и в нескольких кристаллографических направлениях вероятно перекрывание этих зон. Значит, и валентные электроны, которые осуществляют химическую связь, делокализуются вдоль заданных направлений в кристалле и превращаются в электроны проводимости. В то же время вдоль других кристаллографических направлений энергетический зазор между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны сохраняется и с увеличением температуры вероятен активационный переход электронов между зонами и увеличение электропроводимости с температурой, то есть стандартное полупроводниковое поведение.

К примеру, в графите, где хорошо выражена слоистость структуры, электроны делокализованы в атомных слоях, перпендикулярных оси гексагенной призмы, являющаяся в данном случае элементарной ячейкой. Вдоль этой оси атомные слои связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами и в этом направлении сохраняется большой межзонный зазор.