Óxido de háfnio (IV) - Hafnium(IV) oxide

Óxido de háfnio (IV)
Estrutura de óxido de háfnio (IV)
Óxido de háfnio (IV)
Nomes
Nome IUPAC
Óxido de háfnio (IV)
Outros nomes
Dióxido de Háfnio
Hafnia
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.031.818 Edite isso no Wikidata
Número EC
UNII
  • InChI = 1S / Hf.2O VerificaY
    Chave: CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / Hf.2O / rHfO2 / c2-1-3
    Chave: CJNBYAVZURUTKZ-MSHMTBKAAI
  • O = [Hf] = O
Propriedades
HfO 2
Massa molar 210,49 g / mol
Aparência pó esbranquiçado
Densidade 9,68 g / cm 3 , sólido
Ponto de fusão 2.758 ° C (4.996 ° F; 3.031 K)
Ponto de ebulição 5.400 ° C (9.750 ° F; 5.670 K)
insolúvel
−23,0 · 10 −6 cm 3 / mol
Perigos
Ponto de inflamação Não inflamável
Compostos relacionados
Outros cátions
Óxido de titânio (IV) Óxido de
zircônio (IV)
Compostos relacionados
 Nitreto de háfnio
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O óxido de háfnio (IV) é o composto inorgânico com a fórmula HfO
2. Também conhecido como dióxido de háfnio ou háfnia , este sólido incolor é um dos compostos mais comuns e estáveis ​​de háfnio . É um isolador elétrico com um gap de 5,3 ~ 5,7 eV . O dióxido de háfnio é um intermediário em alguns processos que fornecem o háfnio metálico.

O óxido de háfnio (IV) é bastante inerte. Reage com ácidos fortes como o ácido sulfúrico concentrado e com bases fortes . Ele se dissolve lentamente em ácido fluorídrico para dar ânions fluorohafnato. Em temperaturas elevadas, ele reage com o cloro na presença de grafite ou tetracloreto de carbono para dar tetracloreto de háfnio .

Estrutura

Hafnia normalmente adota a mesma estrutura da zircônia (ZrO 2 ). Ao contrário do TiO 2 , que apresenta Ti de seis coordenadas em todas as fases, a zircônia e a hafnia consistem em centros metálicos de sete coordenadas. Uma variedade de outras fases cristalinas foi observada experimentalmente, incluindo fluorita cúbica (Fm 3 m), tetragonal (P4 2 / nmc), monoclínica (P2 1 / c) e ortorrômbica (Pbca e Pnma). Sabe-se também que a hafnia pode adotar duas outras fases metaestáveis ​​ortorrômbicas (grupo espacial Pca2 1 e Pmn2 1 ) em uma ampla faixa de pressões e temperaturas, sendo provavelmente as fontes da ferroeletricidade observada em filmes finos de hafnia.

Filmes finos de óxidos de háfnio depositados pela deposição da camada atômica são geralmente cristalinos. Como os dispositivos semicondutores se beneficiam da presença de filmes amorfos, os pesquisadores ligaram o óxido de háfnio com alumínio ou silício (formando silicatos de háfnio ), que têm uma temperatura de cristalização mais alta do que o óxido de háfnio.

Formulários

Hafnia é usado em revestimentos ópticos e como um dielétrico alto-κ em capacitores DRAM e em dispositivos semicondutores de óxido metálico avançados . Os óxidos à base de háfnio foram introduzidos pela Intel em 2007 como um substituto para o óxido de silício como um isolador de porta em transistores de efeito de campo . A vantagem dos transistores é sua alta constante dielétrica : a constante dielétrica do HfO 2 é 4–6 vezes maior do que a do SiO 2 . A constante dielétrica e outras propriedades dependem do método de deposição, composição e microestrutura do material.

O óxido de háfnio (bem como o óxido de háfnio dopado e com deficiência de oxigênio) atrai interesse adicional como um possível candidato para memórias de comutação resistiva e transistores de efeito de campo ferroelétrico compatíveis com CMOS ( memória FeFET ) e chips de memória.

Devido ao seu ponto de fusão muito alto, o hafnia também é usado como material refratário no isolamento de dispositivos como termopares , onde pode operar em temperaturas de até 2500 ° C.

Filmes multicamadas de dióxido de háfnio, sílica e outros materiais foram desenvolvidos para uso no resfriamento passivo de edifícios. Os filmes refletem a luz do sol e irradiam calor em comprimentos de onda que passam pela atmosfera da Terra e podem ter temperaturas vários graus mais frias do que os materiais circundantes nas mesmas condições.

Referências