基础信息
中文名:二氧化铪;化学式:HfO₂;英文名:Hafnium dioxide(又称Hafnia);CAS号:12055-23-1。外观为白色粉末或固体,常温下为单斜晶系,高温下转变为四方或立方晶系。相对密度约9.68 g/cm³,熔点约2758℃,沸点约5400℃。不溶于水和常规强酸,溶于热浓硫酸和氢氟酸,化学性质极为稳定
主要特点
一种宽禁带绝缘材料,禁带宽度约5.3~6.0 eV。薄膜形态下介电常数高达20~25,是替代传统SiO₂作为微电子高K栅介质的核心材料。折射率较高(可见光区约2.0~2.1),可作为高折射率层构建光学干涉膜系。同时具备极高的抗激光损伤阈值、优异的抗辐射能力以及出色的热稳定性与化学稳定性,与硅基及多种半导体基底兼容性良好
应用范围
1. 半导体高K栅介质层:替代传统SiO₂作为先进CMOS工艺中的栅极绝缘层,有效降低漏电流并提升器件性能2. 光学干涉与高反膜:与SiO₂等低折射率材料交替叠加,用于制备高反射镜、窄带滤光片及分光镜等精密光学器件3. 高功率激光光学元件:利用其极高的抗激光损伤阈值,用于高功率激光系统的反射镜、窗口保护膜等4. 新型存储器与铁电器件:作为阻变存储器(RRAM)或铁电场效应晶体管(FeFET)的功能层材料5. 抗辐射与航天器件:利用其优异的抗总剂量辐射能力,用于航天器电子器件与核工业耐辐射涂层6. 催化剂与传感器:利用其高比表面积与热稳定性,用于气敏传感器基底或高温催化载体