Перегляд вихідного коду сторінки Оксид гафнію

{{unibox}}

'''Оксид гафнію(IV)'''&nbsp;— бінарна неорганічна сполука металу [[гафній|гафнію]] та [[кисень|кисню]] з формулою
HfO<sub>2</sub>, безбарвні кристали або білий порошок, нерозчинний у воді, з розчинів солей виділяється у вигляді [[кристалогідрат]]у.

== Отримання ==
Спалювання металевого гафнію у кисні:

: <chem>Hf + O2 ->[\ce{700\ ^{o}C}] HfO2</chem>'''.'''

Дією перегрітої пари на металічний гафній:

: <chem>Hf + 2 H2O ->[\ce{300\ ^{o}C}] HfO2 + 2 H2</chem>'''.'''

Розкладанням при нагріванні {{li|Дигідроксид-оксид гафнію|text=дигідроксид-оксиду гафнію|Q=Q4161302}}:

: <chem>HfO(OH)2 ->[\ce{600-1000\ ^{o}C}] HfO2 + H2O</chem>'''.'''

Окисненням киснем {{li|Хлорид гафнію(IV)|text=хлориду гафнію(IV)|Q=Q2628977}}:

: <chem>HfCl4 + O2 ->[\ce{500\ ^{o}C}] HfO2 + 2 Cl2</chem>'''.'''

Розкладанням при нагріванні {{li|Оксид-дихлорид гафнію|text=оксид-дихлориду гафнію|Q=Q4332794}}:

: <chem>2 HfOCl2 ->[\ce{300\ ^{o}C}] HfO2 + HfCl4</chem>'''.'''

Розкладанням перегрітою па́рою {{li|Оксид-дихлорид гафнію|text=оксид-дихлориду гафнію|Q=Q4332794}}:

: <chem>HfOCl2 + H2O ->[\ce{300\ ^{o}C}] HfO2 + 2 HCl</chem>'''.'''

[[Піроліз]]ом [[оксалат гафнію|оксалату]], {{li|Сульфат гафнію|text=сульфату|Q=Q4445792}} та інших солей гафнію:

: <chem>Hf(C2O4)2 ->[\ce{T}] HfO2 + 2 CO2 + 2 CO,</chem>
: <chem>Hf(SO4)2 ->[\ce{T}] HfO2 + 2 SO3</chem>'''.'''

== Фізичні властивості ==

Оксид гафнію (IV) являє собою безбарвні кристали, в дрібнодисперсному стані&nbsp;— білий [[порошок]], що кристалізується в декількох кристалічних модифікаціях:

* [[Моноклінна сингонія]], параметри комірки a = 0,511 нм, b = 0,514 нм, c = 0,528 нм, β = 99,73°, [[густина]] 9,68 г/см³, стійкий за температури нижче 1650 °С.
* [[Тетрагональна сингонія]], параметри комірки a = 0,514 нм, c = 0,525 нм, [[густина]] 10,01 г/см³, стійкий при температурі від 1650 °С до ≈2500 °С.
* [[Кубічна сингонія]], параметри комірки a = 0,511 нм, [[густина]]10,43 г/см³, стійкий за температури вище ~2500 °С.
Не розчиняється у воді, р ПР = 63,94.

Діоксид гафнію є малопридатним матеріалом для промислового виробництва через присутність в ньому кисню, незначні домішки якого негативно впливають на механічні якості металу – метал стає дуже крихким, погано піддається обробці.

== Застосування ==
Гафній використовується в {{Li|Оптичне покриття|Q=Q2890543|text=оптичних покриттях}} і як [[High-k діелектрик|діелектрик з високою діелектричною проникністю]] в конденсаторах [[DRAM]] і в передових пристроях [[Транзистор метал-діелектрик-напівпровідник|метал-оксид-напівпровідник]].<ref>{{Cite journal|last=H. Zhu|last2=C. Tang|last3=L. R. C. Fonseca|last4=R. Ramprasad|year=2012|title=Recent progress in ab initio simulations of hafnia-based gate stacks|journal=[[Journal of Materials Science]]|volume=47|issue=21|pages=7399–7416|bibcode=2012JMatS..47.7399Z|doi=10.1007/s10853-012-6568-y}}</ref> Оксиди на основі гафнію були представлені [[Intel]] у 2007 році як заміна [[Оксид кремнію|оксиду кремнію]] в ізоляторі затвора в [[Польовий транзистор|польових транзисторах]].<ref>{{Cite web|url=https://www.intel.com/pressroom/archive/releases/2007/20071111comp.htm|title=Intel's Fundamental Advance in Transistor Design Extends Moore's Law, Computing Performance|last=Intel|authorlink1=Intel Corporation|date=11 листопада 2007}}</ref> Перевагою для транзисторів є його висока [[діелектрична проникність]]: діелектрична проникність HfO<sub>2</sub> в 4-6 разів вища, ніж у SiO<sub>2</sub>.<ref>{{Cite journal|last=G. D. Wilk|last2=R. M. Wallace|last3=J. M. Anthony|year=2001|title=High-κ gate dielectrics: Current status and materials properties considerations|journal=Journal of Applied Physics|volume=89|issue=10|pages=5243–5275|bibcode=2001JAP....89.5243W|doi=10.1063/1.1361065}}</ref> Діелектрична проникність та інші властивості залежать від способу осадження, складу та мікроструктури матеріалу.

Оксид гафнію (а також легований і дефіцитний оксид гафнію) привертає додатковий інтерес як можливий кандидат для пам’яті з резистивним перемиканням<ref>{{Cite journal|last=K.-L. Lin|displayauthors=etal|year=2011|title=Electrode dependence of filament formation in HfO2 resistive-switching memory|journal=[[Journal of Applied Physics]]|volume=109|issue=8|pages=084104–084104–7|bibcode=2011JAP...109h4104L|doi=10.1063/1.3567915}}</ref> і [[CMOS]]-сумісних сегнетоелектричних польових транзисторів (пам’ять {{Li|FeFET|Q=Q65068289}}) і мікросхем пам’яті.<ref>{{Cite web|url=https://www.imec-int.com/en/articles/imec-demonstrates-breakthrough-in-cmos-compatible-ferroelectric-memory|title=Imec demonstrates breakthrough in CMOS-compatible Ferroelectric Memory|last=Imec|authorlink1=Imec|date=7 червня 2017}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://ferroelectric-memory.com/2017/06/08/worlds-first-fefet-based-3d-nand-demonstration/|title=World's first FeFET-based 3D NAND demonstration|last=The Ferroelectric Memory Company|date=8 червня 2017}}</ref><ref name="HAF1">{{Cite book
|title=2011 International Electron Devices Meeting
|last=T. S. Böscke
|last2=J. Müller
|last3=D. Bräuhaus
|date=7 грудня 2011
|publisher=IEEE
|pages=24.5.1–24.5.4
|chapter=Ferroelectricity in hafnium oxide: CMOS compatible ferroelectric field effect transistors
|doi=10.1109/IEDM.2011.6131606
|isbn=978-1-4577-0505-2
}}</ref><ref name="HFO1">{{Cite book
|title=Mit HFO2 voll CMOS-kompatibel
|last=Nivole Ahner
|date=August 2018
|publisher=Elektronik Industrie
|language=de
}}</ref>

Через свою дуже високу температуру плавлення гафній також використовується як вогнетривкий матеріал в ізоляції таких пристроїв, як [[Термопара|термопари]], де він може працювати при температурах до 2500&nbsp;°C.<ref>[http://www.omega.co.uk/ppt/pptsc.asp?ref=XTA-W5R26&Nav=tema06 ''Very High Temperature Exotic Thermocouple Probes'' product data], Omega Engineering, Inc., retrieved 2008-12-03</ref>

Багатошарові плівки з діоксиду гафнію, кремнезему та інших матеріалів були розроблені для використання в {{Li|Пасивне охолодження|Q=Q3068508|text=пасивному охолодженні}} будівель. Плівки відбивають сонячне світло та випромінюють тепло на довжинах хвиль, які проходять через земну атмосферу, і можуть мати температуру на кілька градусів нижче, ніж навколишні матеріали за тих самих умов.<ref>{{Cite web|url=http://www.technologyreview.com/lists/innovators-under-35/2015/pioneer/aaswath-raman/|title=Aaswath Raman {{!}} Innovators Under 35 {{!}} MIT Technology Review|date=August 2015|access-date=2015-09-02}}</ref>

== Примітки ==
{{reflist}}
{{Authority control}}
[[Категорія:Сполуки гафнію]]
[[Категорія:Оксиди|гафній]]
[[Категорія:Сегнетоелектрики]]