Hafnium(IV)-oxid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Hafnium(IV)-oxid
__ Hf4+     __ O2−
Allgemeines
Name Hafnium(IV)-oxid
Andere Namen

Hafniumdioxid

Verhältnisformel HfO2
CAS-Nummer 12055-23-1
PubChem 292779
Kurzbeschreibung

farbloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 210,49 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

9,68 g·cm−3 [1]

Schmelzpunkt

2812 °C [1]

Siedepunkt

5400 °C [1]

Dampfdruck

gering [1]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser [1]

Brechungsindex

1,95 bis 2,00

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
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Hafniumdioxid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Hafnium und Sauerstoff. Es gehört zur Stoffklasse der Oxide.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Hafniumdioxid wird durch Glühen des Hydroxids, Oxalats, Oxidchlorids oder Sulfats bei 600-1000 °C dargestellt. Die Hydrolyse von Hf(OR)4 (R = i-Amyl) liefert hochreines Hafniumdioxid.[2]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Hafnium(IV)-oxid

Hafniumdioxid ist in reinem Zustand ein weißes, mikrokristallines Pulver mit monokliner Kristallstruktur[3], das einen sehr hohen Schmelz- und Siedepunkt sowie eine Dichte von 9,68 g·cm−3 hat. Der Brechungsindex beträgt 1,95 bis 2,00. Das Oxid ist praktisch unlöslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln.

Es besitzt eine hohe Härte, eine geringe Wärmeausdehnung und ist chemisch Zirkoniumdioxid (ZrO2) sehr ähnlich. Bei 1700 °C geht es in eine Modifikation mit tetragonalem Kristallsystem über.[2]

Verwendung[Bearbeiten]

Verwendet wird es in der Halbleiterproduktion als High-k-Dielektrikum oder als Vergütungs- oder Spiegelmaterial in der optischen Industrie.

Aufgrund seiner gegenüber Siliciumdioxid erhöhten Dielektrizitätskonstante sah man Hafniumdioxid als Werkstoff an, der z.B. bei der Produktion von Halbleiterbausteinen mit 45 nm-Struktur das bisher verwendete Siliciumdioxid ersetzen könnte.[4]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i Datenblatt Hafnium(IV)-oxid bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Dezember 2010 (JavaScript erforderlich).
  2. a b  Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II, Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1371.
  3. Robert Ruh, H. J. Garrett, R. F. Domagala, N. M. Tallan: The System Zirconia-Hafnia. In: Journal of the American Ceramic Society. Band 51, 1968, Seite 23-27
  4. NZZ Online: (Noch) keine Grenzen für das Mooresche Gesetz, 23. Mai 2007