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.
| أكسيد الهافنيوم الرباعي[1] | |
|---|---|
 | |
| الاسم النظامي (IUPAC) | |
أكسيد الهافنيوم الرباعي |
|
| أسماء أخرى | |
رباعي أكسيد الهافنيوم |
|
| المعرفات | |
| رقم CAS | 12055-23-1 |
| بوب كيم | 292779 |
| الخواص | |
| الصيغة الجزيئية | HfO2 |
| الكتلة المولية | 210.49 غ/مول |
| المظهر | بلورات بيضاء إلى زهرية |
| الكثافة | 9.68 غ/سم3 |
| نقطة الانصهار | 2812 °س |
| نقطة الغليان | 5400 °س |
| الذوبانية في الماء | غير منحل |
| المخاطر | |
| توصيف المخاطر | - |
| تحذيرات وقائية | - |
| في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال) | |
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 أو رباعي كلورو الميثان ليعطي كلوريد الهافنيوم الرباعي.
- يتميز أكسيد الهافنيوم الرباعي بأنه عازل كهربائي، فجوة النطاق له تبلغ حوالي 6 إلكترون فولت. أما قرينة الانكسار فتتفاوت بين 1.95 و2.
الاستخدامات
- يستخدم أكسيد الهافنيوم الرباعي في الطلي البصري Optical coating، كما أن له قيمة ثابت عزل كهربائي عالية في مكثفات ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية. إن أكسيد الهافنيوم من المركبات المرشحة حالياً لحلول محل ثنائي أكسيد السيليكون كعازل في المقحلات الحقلية (ترانزستورات حقلية)، ويعود ذلك إلى ارتفاع قيمة ثلبت العزل الكهربائي التي تبلغ 25، في حين أنها لثنائي أكسيد السيليكون 3.9.[3] نظراً لخواصه المميزة فإن كلاً من شركتي آي بي إم وإنتل يخططان لاستعماله كدعامة للدارات المتكاملة المستقبلية، وذلك من أجل رفع كفاءة عمل الدارات الإلكترونية في الحاسوب.[4]
- بسبب ارتفاع نقطة انصهاره فإن أكسيد الهفنيوم الرباعي يستخدم كمادة عاكسة مستخدمة في عزل أجهزة مثل المزدوجة الحرارية، والتي يمكن أن تعمل عند درجات حرارة مرتفة تصل إلى 2500°س.[5]
- يستخدم أكسيد الهافنيوم الرباعي في تركيب 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 نانو ثانية، بالتالي رفع من كفاءة قراءة وكتابة هذه الذواكر إلى عامل 100,000.[6]
المراجع
- صفحة البيانات الكيميائية من Alfa - تصفح: نسخة محفوظة 8 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.
- معرف 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 موقع واي باك مشين.
- Very High Temperature Exotic Thermocouple Probes product data, Omega Engineering, Inc., retrieved 2008-12-03 نسخة محفوظة 19 فبراير 2012 على موقع واي باك مشين.
- Nanotube memory flashes past silicon NewScientist, Article written 05 February 2009 by David Robson نسخة محفوظة 17 مارس 2015 على موقع واي باك مشين.