半金属 (自旋电子学)

半金属（英语：half-metal）或详称自旋半金属^[1]，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。

半金属的电子结构。 ${\displaystyle E_{f}}$是费米能阶，${\displaystyle N(E)}$ 是向下自旋（左）和向上自旋（左）的状态密度。 在这种情况下，半金属在minority spin channel中导电。

此条目介绍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（英语：half-metal）。关于元素周期表中，介于金属和非金属之间的元素（英语：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（英语：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^[2]。自旋半金属的例子包括了二氧化铬、四氧化三铁、La_1-xSr_xMnO₃^[2] 、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”）^[3]。