半金属 (自旋电子学)

半金属（英語：half-metal）或详称自旋半金属，是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体，但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料。

半金屬的電子結構。 $E_{f}$是費米能階，$N(E)$ 是向下自旋（左）和向上自旋（左）的状态密度。 在這種情況下，半金屬在minority spin channel中導電。

此條目介紹的是对于不同自旋方向的电子，分别显示出金属性或非金属性的材料（英語：half-metal）。关于元素周期表中，介于金属和非金属之间的元素（英語：metalloid），请见「类金属」。关于能带理论中，介于金属和半导体之间的材料（英語：semimetal），请见「半金属 (能带理论)」。

在自旋半金属中，对于自旋为某一方向的电子，价带处于半满的状态；而对于自旋为另一方向的电子，则存在禁带。在一些半金属当中，majority spin channel 导通，而在另一些半金属当中，minority spin channel 导通。半金属在自旋电子学和自旋电子器件中有潜在应用。

所有自旋半金属都是铁磁性或亚铁磁性的，但是大多数铁磁性或亚铁磁性的材料都不是半金属。许多已知的半金属都属于氧化物、硫化物或赫斯勒合金。自旋半金属的例子包括了二氧化铬、四氧化三铁、La_1-xSr_xMnO₃ 、砷化铬等。

命名的问题

英语 half-metal 和 semimetal 目前都被翻译为“半金属”，但二者概念完全不同。half-metal 是本文所介绍的内容，而 semimetal 则是指能带理论中，介于金属和半导体之间的材料，详见半金属 (能带理论)。此外，可能有些书籍也将类金属（metalloid）译为“半金属”。

为了不造成混淆，有学者建议把 half-metal 译为“半极性金属”（或“半极金属”），而 semimetal 译为“半电导金属”（或“半导金属”）。

外部链接

• Son, Y.W.; Cohen, M.L.; Louie, S.G. (2006). Half-metallic graphene nanoribbons Nature 444: 347-349. doi:10.1038/nature05180
• http://www-users.york.ac.uk/~ah566/research/half_metals.html（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• http://www.tcd.ie/Physics/People/Michael.Coey/oxsen/newsletter/january98/halfmeta.htm（页面存档备份，存于互联网档案馆）