أكسيد الهافنيوم الرباعي

أكسيد الهافنيوم الرباعي مركب كيميائي له الصيغة HfO₂، ويكون على شكل بلورات بيضاء إلى زهرية. يدعى هذا الأكسيد باسم هافينا، ويعد واحداً من أكثر المركبات ثباتاً وشيوعاً بالنسبة لعنصر الهافنيوم.

الخواص

لا ينحل أكسيد الهافنيوم الرباعي في الماء، لكنه يتفاعل مع الأحماض القوية مثل حمض الكبريتيك المركز، كما يتفاعل مع القواعد القوية، لذلك فإنه من الأكاسيد المذبذبة. يتفاعل ببطء مع حمض الهيدروفلوريك ليعطي أنيون فلوروهافينات، كما يتفاعل مع الكلور عند درجات حرارة مرتفعة بوجود الغرافيت أورباعي كلوروالميثان ليعطي كلوريد الهافنيوم الرباعي.
يتميز أكسيد الهافنيوم الرباعي بأنه عازل كهربائي، فجوة النطاق له تبلغ حواليستة إلكترون فولت. أما قرينة الانكسار فتتفاوت بين 1.95 و2.

الاستخدامات

يستخدم أكسيد الهافنيوم الرباعي في الطلي البصري Optical coating، كما حتى له قيمة ثابت عزل كهربائي عالية في مكثفات ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية. إذا أكسيد الهافنيوم من المركبات المرشحة حالياً لحلول محل ثنائي أكسيد السيليكون كعازل في المقحلات الحقلية (ترانزستورات حقلية)، ويعود ذلك إلى ازدياد قيمة ثلبت العزل الكهربائي التي تبلغ 25، في حين أنها لثنائي أكسيد السيليكون 3.9. نظراً لخواصه المميزة فإن كلاً من شركتي آي بي إم وإنتل يخططان لاستعماله كنادىمة للدارات المتكاملة المستقبلية، وذلك من أجل حمل كفاءة عمل الدارات الإلكترونية في الحاسوب.
بسبب ازدياد نقطة انصهاره فإن أكسيد الهفنيوم الرباعي يستخدم كمادة عاكسة مستخدمة في عزل أجهزة مثل المزدوجة الحرارية، والتي يمكن حتى تعمل عند درجات حرارة مرتفة تصل إلى 2500°س.
يستخدم أكسيد الهافنيوم الرباعي في هجريب ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة المبنية من أنابيب نانوية كربونية، حيث حلت محل ثنائي أكسيد السيليكون كمادة عازلة فيها، مما قلل من الزمن اللازم للوصول إلى الذاكرة من عدة ميلي ثوان إلى حوالي 100 نانوثانية، بالتالي حمل من كفاءة قراءة وكتابة هذه الذواكر إلى عامل 100,000.

المراجع

^ صفحة البيانات الكيميائية من Alfa^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظةثمانية مارس 2020 على مسقط واي باك مشين.
↑ معهد بوب كيم: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/292779 — تاريخ الاطلاع: 21 سبتمبر 2016 — العنوان : Hafnium(IV) oxide — الرخصة: محتوى حر
^ Review article by Wilk et al. in the Journal of Applied Physics, Table 1
^ "Intel Says Chips Will Run Faster, Using Less Power", New York Times, 2007-01-27 نسخة محفوظة 26 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ product data, Omega Engineering, Inc., retrieved 2008-12-03 نسخة محفوظة 19 فبراير 2012 على مسقط واي باك مشين.
^ NewScientist, Article written 05 February 2009 by David Robson نسخة محفوظة 17 مارس 2015 على مسقط واي باك مشين.