ผง Hafnium ออกไซด์, สูตรเคมี hfo 2. น้ำหนักโมเลกุล 210.49. คริสตัลลูกบาศก์สีขาว . แรงโน้มถ่วงจำเพาะ 9.68. จุดหลอมละลาย 2758 ± 25 องศา . บรรยากาศออกซิเจนที่เพียงพอที่ 1475 ~ 1600 องศา . ไม่ละลายน้ำในน้ำและกรดอนินทรีย์ทั่วไป แต่ละลายได้ช้าในกรดไฮโดรฟลูออริก . มันทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟูริกร้อนหรือกรด คลอรีนเพื่อสร้าง hafnium tetrachloride (HFCL4), ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียม fluorosilicate เพื่อสร้างโพแทสเซียม fluorohafnium (K2HFF6) และทำปฏิกิริยากับคาร์บอน ไนไตรด์หรือไฮเดรตออกไซด์ .
|
สูตรเคมี |
HFO2 |
|
มวลที่แน่นอน |
212 |
|
น้ำหนักโมเลกุล |
210 |
|
m/z |
212 (100.0%), 210 (77.8%), 209 (53.0%), 211 (38.8%), 208 (15.0%) |
|
การวิเคราะห์องค์ประกอบ |
HF, 84.80; o, 15.20 |
วิธีการเตรียมของเซอร์โคเนียมต่ำที่มีความบริสุทธิ์สูงผง Hafnium ออกไซด์ขั้นตอนวิธีการมีดังนี้:
(1) เตรียมสารละลาย Hafnium Sulfate ที่ผ่านการรับรอง: ใช้ Hafnium oxide เป็นวัตถุดิบจากนั้นละลายโดยการหลอมเหลวอัลคาไลการละลายของกรดไฮโดรคลอริกการตกผลึกการกำจัดสารเจือปนการตกตะกอนการกรองการแห้งและละลายในสารละลายกรดซัลฟูริก สารละลายซัลเฟต
(2) สารสกัดทำจากเกรดอุตสาหกรรม N235 ประกอบกับเกรดอุตสาหกรรม A1416 และ kerosene เกรดอุตสาหกรรม . เศษส่วนปริมาตรของแต่ละส่วนประกอบของสารสกัดมีดังต่อไปนี้: N235: 20%, A1416: 7%, sulfonated kerosene: 73 แยกเซอร์โคเนียมและฮาฟนีม์ออกจากของเหลวฟีดฮัฟเนียมซัลเฟตเพื่อให้ได้การสกัดเซอร์โคเนียมซัลเฟตเซอร์โคเนียมซัลเฟตต่ำ .}
(3) หลังจากการสกัดสามขั้นตอนการสกัดมดลูกเฮฟนีเนียมซัลเฟตที่ตกค้างอย่างต่อเนื่องโดยแอมโมเนียล้างแห้งแห้งโดยกรดไฮโดรคลอริกตกผลึกและบริสุทธิ์โดยแอมโมเนีย
เทคโนโลยี Microelectronics ซึ่งเป็นแกนหลักของเทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมความก้าวหน้าทางสังคมและการพัฒนาทางเศรษฐกิจ . การเลือกวัสดุอิเล็กทริกเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการผลิตของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ bandgap กว้างและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา . คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของมันทำให้มันเป็นวัสดุที่ทรงพลังในการแทนที่ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2)
ลักษณะพื้นฐาน
คุณสมบัติทางเคมี
Hafnium dioxide นั้นไม่ละลายในน้ำกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก แต่ละลายได้ในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดไฮโดรฟลูออริก . ความเสถียรทางเคมีนี้ช่วยให้ hafnium ไดออกไซด์
คุณสมบัติไฟฟ้า
Hafnium dioxide มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติสำคัญสำหรับการใช้งานที่แพร่หลายในสนามของ microelectronics . ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงช่วยให้ hafnium dioxide ในการเพิ่มความจุของเซลล์ นอกจากนี้ Hafnium dioxide ยังมีลักษณะ ferroelectric ที่ไม่เป็นทางการนำความหวังสำหรับการประยุกต์ใช้ความหนาแน่นสูงรุ่นต่อไปความหนาแน่นสูงและไม่ระเหยของหน่วยความจำ ferroelectric .}
พื้นหลังแอปพลิเคชันในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์
ข้อ จำกัด ของชั้นฉนวนกันความร้อนของประตูซิลิกอนไดออกไซด์แบบดั้งเดิม
ในอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมซิลิกอนไดออกไซด์ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุเลเยอร์ฉนวนเกต . อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ขนาดของทรานซิสเตอร์จะลดลงอย่างต่อเนื่อง ลดลงในระดับหนึ่งสถานการณ์การรั่วไหลของการรั่วไหลอย่างมีนัยสำคัญนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์และการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงาน . นอกจากนี้ยังคงใช้ซิลิกอนไดออกไซด์อย่างต่อเนื่องเนื่องจากวัสดุฉนวนกันความร้อนของประตู
ข้อดีเป็นวัสดุทางเลือก
การเกิดขึ้นของผง Hafnium ออกไซด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาข้างต้น . เมื่อเทียบกับซิลิกอนไดออกไซด์ hafnium ไดออกไซด์มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่สูงขึ้นและสามารถให้ความจุเท่ากันที่ความหนาที่บางลงอย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการผลิต . นอกจากนี้คุณสมบัติ ferroelectric ของ Hafnium dioxide ยังให้ความเป็นไปได้ใหม่สำหรับการใช้งานในหน่วยความจำที่ไม่ระเหยและฟิลด์อื่น ๆ .
การใช้งานเฉพาะของ Hafnium dioxide ในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์
วัสดุเลเยอร์อิเล็กทริก K สูง
(1) ปรับปรุงประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์
Hafnium dioxide ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพื่อผลิตชั้นไดอิเล็กทริก High-K แทนที่ชั้นฉนวน SiO ₂แบบดั้งเดิม . ชั้นไดอิเล็กทริก High-K สามารถลดการรั่วไหลของประตูได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการผลิตนาโนเมตรแม้ว่าจะใช้ความพยายามทุกวิถีทางเพื่อลดความหนาของเกตซิลิคอนไดออกไซด์ไดอิเล็กทริกเป็น 1 . 2 นาโนเมตรความยากลำบากในการใช้พลังงานและการกระจายความร้อนเพิ่มขึ้น {เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ วัสดุ High-K (วัสดุที่ใช้ Hafnium) เป็น Dielectrics ประตูแทนซิลิกอนไดออกไซด์ซึ่งช่วยลดการรั่วไหลได้มากกว่า 10 ครั้ง
(2) ลดขนาดอุปกรณ์
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของโหนดกระบวนการขั้นสูงอุปกรณ์ microelectronic มีความต้องการสูงมากขึ้นสำหรับขนาด . ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงของ hafnium dioxide ช่วยให้สามารถให้ความจุที่บางกว่า 5 Hafnium dioxide เป็นเกตอิเล็กทริกเพิ่มความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์เกือบ 2 ครั้งทำให้จำนวนทรานซิสเตอร์ทั้งหมดเพิ่มขึ้นหรือลดขนาดโปรเซสเซอร์ .
(3) ลดการใช้พลังงาน
การประยุกต์ใช้ชั้นไดอิเล็กทริก HAFNIUM DIOXIDE High-K สามารถลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ . โดยการลดการรั่วไหลของประตูและเพิ่มความเร็วในการสลับของทรานซิสเตอร์ Hafnium dioxide สามารถลดการสูญเสียพลังงานในระหว่างการใช้งานอุปกรณ์
วัสดุหน่วยความจำ Ferroelectric
(1) การค้นพบและโอกาสในการใช้งานของ ferroelectricity
ในปี 2011 ทีม R&D ของ Namlab Materials Startup ก่อตั้งขึ้นโดย บริษัท Qimonda Semiconductor และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Dresden ในประเทศเยอรมนีเตรียมฟิล์ม HFO ₂บางฟิล์มด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ที่มีความหนาน้อยกว่า 10 นาโนเมตร การค้นพบวางรากฐานสำหรับการประยุกต์ใช้ Hafnium dioxide ในเขตข้อมูลของหน่วยความจำ ferroelectric . หน่วยความจำ ferroelectric มีข้อดีของการอ่านและเขียนความเร็วสูงและการใช้พลังงานต่ำและถือเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับหน่วยความจำรุ่นต่อไป
(2) หลักการทำงานของหน่วยความจำ ferroelectric
หน่วยความจำ Ferroelectric ใช้ ferroelectricity ของวัสดุ ferroelectric ในการจัดเก็บและอ่านข้อมูล {{0}} วัสดุ ferroelectric มีลักษณะโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองและทิศทางของโพลาไรเซชันสามารถย้อนกลับไปยังการกระทำของขั้วไฟฟ้า ฟิลด์เพื่อแสดงสถานะข้อมูลที่แตกต่างกัน (เช่น "0" และ "1") . เนื่องจากสถานะโพลาไรเซชันที่เสถียรของวัสดุ ferroelectric แม้หลังจากการกำจัดสนามไฟฟ้าภายนอกหน่วยความจำ ferroelectric มีคุณสมบัติที่ไม่ระเหย .}}}
(3) ข้อดีของหน่วยความจำ ferroelect
เมื่อเทียบกับวัสดุ ferroelectric แบบดั้งเดิมหน่วยความจำ ferroelectric ของ Hafnium dioxide มีข้อดีดังต่อไปนี้:
ความเข้ากันได้ดีกับเทคโนโลยี CMOS: Hafnium dioxide สามารถรวมเข้ากับกระบวนการผลิต CMOS ที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายลดต้นทุนการผลิตและความยากลำบากในกระบวนการ .
ขนาดเล็ก: Hafnium dioxide สามารถบรรลุ ferroelectricity ที่ความหนาทินเนอร์ซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดขนาดของหน่วยความจำและปรับปรุงการรวม .
ประสิทธิภาพที่มั่นคง: Hafnium dioxide มีความเสถียรทางเคมีและความร้อนที่ดีซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของหน่วยความจำ .}
(4) ความคืบหน้าการวิจัยและสถานะการใช้งาน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้นในการศึกษา ferroelectricity ของ hafnium dioxide . มี บริษัท ต่างประเทศที่ผลิตอุปกรณ์ต้นแบบสำหรับ HFO ₂ - การเพิ่มขึ้นของความทรงจำในระดับพื้นฐาน Ferroelectricity ของ HFO ₂และที่มาการเปลี่ยนเฟสโครงสร้างการผลิตอุปกรณ์และการใช้พลังงานของ ferroelectricity เป็นทิศทางการวิจัยหลัก . อย่างไรก็ตามในปัจจุบัน Hafnium dioxide memory {{{{{{ระยะการทดลองระยะทาง
การใช้งานอื่น ๆ ของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์
(1) เซรามิกอิเล็กทริก
นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตเซรามิกอิเล็กทริกซึ่งเล่นฉนวนกันความร้อนการกรองและบทบาทอื่น ๆ ในอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิคส์ . ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงและประสิทธิภาพของฉนวนที่ยอดเยี่ยมทำให้เกิดเซรามิกอิเล็กทริกเพื่อรักษาประสิทธิภาพที่ดีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นความถี่สูงและอุณหภูมิสูง
(2) ไมโครคาปาซิตเตอร์
ในวงจร microelectronic ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบที่สำคัญ . Hafnium dioxide สามารถใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุขนาดเล็กให้ค่าความจุที่เสถียรสำหรับวงจร . เมื่อเทียบกับวัสดุตัวเก็บประจุขนาดเล็ก สำหรับการปรับปรุงการรวมและประสิทธิภาพของวงจร .
(3) วัสดุเคลือบ
มันมีความต้านทานการสึกหรอที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อนและสามารถใช้เป็นวัสดุเคลือบสำหรับการผลิตอุปกรณ์ microelectronic . ตัวอย่างเช่นการเคลือบชั้นของ hafnium dioxide บนพื้นผิวของชิปเซมิคอนดักเตอร์ {}}
ผง Hafnium ออกไซด์ในฐานะที่เป็นวัสดุออกไซด์ที่เรียบง่ายที่มี bandgap กว้าง, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงและลักษณะ ferroelectricity มีโอกาสในการใช้งานที่กว้างในด้านของไมโครอิเล็กทรอนิคส์ . เป็นวัสดุเลเยอร์ไดอิเล็กตริกสูง ในฐานะที่เป็นวัสดุหน่วยความจำ ferroelectric มันนำโอกาสใหม่มาสู่การพัฒนาหน่วยความจำที่ไม่ระเหยรุ่นต่อไป . อย่างไรก็ตามการใช้งานในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ยังต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคเช่นการควบคุมการเปลี่ยนเฟส แก้ไข . ในอนาคตด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและอุปกรณ์ขนาดเล็กในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รวมถึงการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพลังงานใหม่เทคโนโลยีออพโตอิเล็กทรอนิกส์และการปกป้องสิ่งแวดล้อมการประยุกต์ใช้ในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์
ป้ายกำกับยอดนิยม: Hafnium oxide Powder Cas 12055-23-1, ซัพพลายเออร์, ผู้ผลิต, โรงงาน, ขายส่ง, ซื้อ, ราคา, จำนวนมาก, สำหรับขาย