תחמוצת טנטלום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תחמוצת טנטלום
Tantalum pentoxide3D balls.png
שם סיסטמטי Ditantalum pentaoxide
כתיב כימי O₅Ta₂ עריכת הנתון בוויקינתונים
מסה מולרית 441.893 גרם/מול
מספר CAS 1314-61-0
צפיפות 8.20 גרם/סמ"ק
מצב צבירה מוצק
טמפרטורת היתוך 1,872 °C
2145.15 K
מקדם שבירה 2.275
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

תחמוצת טנטלום היא תרכובת כימית אי-אורגנית בעלת הנוסחה הכימית Ta2O5. התחמוצת היא מוצק לבן שאינו מסיס כלל. ניתן לפרק את התחמוצת באמצעות בסיסים חזקים ובאמצעות חומצה הידרופלואורית. תחמוצת טנטלום היא תחמוצת אינרטית בעלת מקדם שבירה גבוה ומקדם בליעה אופטי נמוך, שהופכים אותה לשימושית עבור ציפויים שונים.[1].

צורה בטבע[עריכת קוד מקור | עריכה]

בטבע התחמוצת מופיעה במינרלים טנטלייט וקולומבייט (קולומביום הוא שם שיצא משימוש ליסוד ניוביום). תערובת של שני מינרלים אלה מכונה קולטן.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קבלים המבוססים על תחמוצת טנטלום

בזכות המקדם הדיאלקטרי הגבוה (כ-25) ופער האנרגיה הגדול יחסית (3.8-5.3 אלקטרון וולט) תחמוצת הטנטלום שימושית כחומר הדיאלקטרי בקבלים. קבלים אלה, המכונים לעיתים "קבלי טנטלום", משמשים באלקטרוניקה בתעשיית הרכב, בטלפונים סלולריים ועוד.

אותן תכונות הופכות את תחמוצת הטנטלום לאטרקטיבית גם בקבלים במיקרואלקטרוניקה. בשנות התשעים תחמוצת הטנטלום נחקרה באינטנסיביות בתור תחליף אפשרי לתחמוצת סיליקון המשמשת כתחמוצת השער בהתקני MOSFET.[2],[3] למרות שהמקדם הדיאלקטרי ופער האנרגיה מתאימים ליישומים כאלה, מבנה הפסים של התחמוצת פוסל אותה. בפרט, פס ההולכה של התחמוצת קרוב מידי לפס ההולכה של סיליקון (פחות מחצי אלקטרון וולט)[4] מה שמונע מהתחמוצת לחסום מעבר של אלקטרונים מהסיליקון לתוכה. למרות שאינה מתאימה להתקני MOSFET על סיליקון, תכונותיה מאפשרות שימושים בקבלי "מתכת-מבודד-מתכת" (MIM), ומחקרים הצביעו גם על אפליקציות בתוך השכבה לכליאת המטען בזיכרונות פלאש.[5],[6] לאחרונה, תחמוצת טנטלום מושכת עניין באקדמיה[7]ובתעשייה[8] עבור התקני זיכרון מסוג resistive switching.

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Fairbrother, Frederick (1967). The Chemistry of Niobium and Tantalum. New York: Elsevier Publishing Company. pp. 1–28. ISBN 978-0-444-40205-9.
  2. ^ Ezhilvalavan, S.; Tseng, T. Y. (1999). "Preparation and properties of tantalum pentoxide (Ta2O5) thin films for ultra large scale integrated circuits (ULSIs) application - a review". Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 10 (1): 9–31. doi:10.1023/A:1008970922635.{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Chaneliere, C; Autran, J L; Devine, R A B; Balland, B (1998). "Tantalum pentoxide (Ta2O5) thin films for advanced dielectric applications". Materials Science and Engineering: R. 22 (6): 269–322. doi:10.1016/S0927-796X(97)00023-5.{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
  4. ^ Robertson, J (2006). "High dielectric constant gate oxides for metal oxide Si transistors". Reports on Progress in Physics. 69 (2): 327–396. doi:10.1088/0034-4885/69/2/R02.
  5. ^ Wang, X; et al. (2004). "A Novel MONOS-Type Nonvolatile Memory Using High- Dielectrics for Improved Data Retention and Programming Speed". IEEE Transactions on Electron Devices. 51 (4): 597. doi:10.1109/TED.2004.824684. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)
  6. ^ Zhu, H; et al. (2013). "Design and Fabrication of Ta2O5 Stacks for Discrete Multibit Memory Application". IEEE Transactions on Nanotechnology. 12 (6): 1151–1157. doi:10.1109/TNANO.2013.2281817. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)
  7. ^ Yoon, J.H; et al. (2014). "Highly Uniform, Electroforming-Free, and Self-Rectifying Resistive Memory in the Pt/Ta2O5/HfO2-x/TiN Structure". Advanced Functional Materials. doi:10.1002/adfm.201400064. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)
  8. ^ Lee, M-.J; et al. (2011). "A fast, high-endurance and scalable non-volatile memory device made from asymmetric Ta2O5-x/TaO2-x bilayer structures". Nature Materials. 10: 625. doi:10.1038/NMAT3070. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)