Demi-métal

Un demi-métal est un matériau qui se comporte comme un conducteur électrique vis-à-vis des électrons dont le spin est orienté le long d'une direction donnée et comme un isolant électrique ou un semiconducteur vis-à-vis des électrons dont le spin est orienté vers la direction opposée^[1]. Bien que les demi-métaux soient ferromagnétiques, la plupart des substances ferromagnétiques ne sont pas des demi-métaux. Ces derniers sont généralement des oxydes, des sulfures ou des alliages de Heusler. Le dioxyde de chrome^[2] CrO₂, l'oxyde de fer(II,III)^[3] Fe₃O₄ (magnétite), le manganite de lanthane dopé au strontium^[4] La_1−xSr_xMnO₃, ou encore l'arséniure de chrome sont des exemples de demi-métaux. Ceux-ci ne doivent pas être confondus avec les semimétaux, qui sont une autre classe de matériaux.

Dans les demi-métaux, la bande de valence est partiellement remplie par des électrons ayant un spin donné mais présente une lacune de densité d'états pour les électrons de spin opposé, de sorte que ces matériaux ne sont conducteurs que pour les électrons dont le spin est aligné sur la première de ces deux orientations.

Notes et références modifier

↑ (en) C. M. Fang, « Spin-polarization in half-metals (invited) », Journal of Applied Physics, vol. 91, n^o 10,‎ mai 2002, p. 8340-8344 (DOI 10.1063/1.1452238, Bibcode 2002JAP....91.8340F, lire en ligne)
↑ (en) J. M. D. Coey et M. Venkatesan, « Half-metallic ferromagnetism: Example of CrO₂ (invited) », Journal of Applied Physics, vol. 91, n^o 10,‎ mai 2002, p. 8345-8350 (DOI 10.1063/1.1447879, Bibcode 2002JAP....91.8345C, lire en ligne)
↑ (en) M. Fonin, R. Pentcheva, Yu. S. Dedkov, M. Sperlich, D. V. Vyalikh, M. Scheffler, U. Rüdiger et G. Güntherodt, « Surface electronic structure of the Fe₃O₄ (100): Evidence of a half-metal to metal transition », Physical Review B,, vol. 72, n^o 10,‎ septembre 2009, article n^o 104436 (DOI 10.1103/PhysRevB.72.104436, Bibcode 2005PhRvB..72j4436F, lire en ligne)
↑ (en) Y. Ji, C. L. Chien, Y. Tomioka et Y. Tokura, « Measurement of spin polarization of single crystals of La_0,7Sr_0,3MnO₃ and La_0,6Sr_0,4MnO₃ », Physical Review B, vol. 66, n^o 1,‎ juillet 2002, article n^o 012410 (DOI 10.1103/PhysRevB.66.012410, Bibcode 2002PhRvB..66a2410J, lire en ligne)

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[10.1063/1.1452238-1] (en) C. M. Fang, « Spin-polarization in half-metals (invited) », Journal of Applied Physics, vol. 91, n^o 10,‎ mai 2002, p. 8340-8344 (DOI 10.1063/1.1452238, Bibcode 2002JAP....91.8340F, lire en ligne)

[10.1063/1.1447879-2] (en) J. M. D. Coey et M. Venkatesan, « Half-metallic ferromagnetism: Example of CrO₂ (invited) », Journal of Applied Physics, vol. 91, n^o 10,‎ mai 2002, p. 8345-8350 (DOI 10.1063/1.1447879, Bibcode 2002JAP....91.8345C, lire en ligne)

[10.1103/PhysRevB.72.104436-3] (en) M. Fonin, R. Pentcheva, Yu. S. Dedkov, M. Sperlich, D. V. Vyalikh, M. Scheffler, U. Rüdiger et G. Güntherodt, « Surface electronic structure of the Fe₃O₄ (100): Evidence of a half-metal to metal transition », Physical Review B,, vol. 72, n^o 10,‎ septembre 2009, article n^o 104436 (DOI 10.1103/PhysRevB.72.104436, Bibcode 2005PhRvB..72j4436F, lire en ligne)

[10.1103/PhysRevB.66.012410-4] (en) Y. Ji, C. L. Chien, Y. Tomioka et Y. Tokura, « Measurement of spin polarization of single crystals of La_0,7Sr_0,3MnO₃ and La_0,6Sr_0,4MnO₃ », Physical Review B, vol. 66, n^o 1,‎ juillet 2002, article n^o 012410 (DOI 10.1103/PhysRevB.66.012410, Bibcode 2002PhRvB..66a2410J, lire en ligne)

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