Hafniumnitrid
Hafniumnitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Hafniums aus der Gruppe der Nitride.
Gewinnung und Darstellung
Hafniummnitrid kann nach den gleichen Verfahren wie Titannitrid dargestellt werden.[1]
- So erhält man Hafniumnitrid bei der Synthese aus den Elementen bei 1400 °C bis 1500 °C.[1]
- Bei der Herstellung von Hafniumnitrid aus Hafnium(IV)-chlorid durch das Aufwachsverfahren wird bei Gegenwart von Wasserstoff (H2 + N2 oder Ammoniak) eine tiefere Temperatur (2000 bis 2400 °C) benötigt als in reinem Stickstoff (2900 °C). Im letzteren Fall erfolgt die Abscheidung bedeutend langsamer als bei Anwesenheit von Wasserstoff.[1]
- Unter Hochdruckbedingungen bildet sich bei Ammonolyse oder Reaktion von Hafniumnitrid mit Stickstoff ein Hafniumnitrid Hf3N4 vom kubischen Th3P4-Typ mit der Raumgruppe IVorlage:Overline3d.[2]
Eigenschaften
Hafniumnitrid ist ein dunkelgrauer bis gelbbrauner geruchloser Feststoff. Er ist elektrisch leitend und hat eine kubische Kristallstruktur[3] vom Natriumchlorid-Typ mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe.[4][2] Durch Leerstellen in der Gitterstruktur beträgt die reale Dichte von Hafniumnitrid nur 11,70 g·cm−3 anstelle der auf Basis von Gitterstrukturanalysen mit Röntgenverfahren bestimmten 13,39 g·cm−3.[5] Es ist ein sehr hartes und beständiges Material[6] und hat eine Vickershärte von 46 GPa[7].
Verwendung
Hafniumnitrid wird als Sputtermaterial zur Erhöhung der Stabilität von Dioden, Transistoren und elektronischen Schaltkreisen verwendet.[6] Es wird auch als Beschichtungsmaterial von Schneidwerkzeugen verwendet,[8] da es der stabilste Hartstoff mit hoher Schmelztemperatur ist.[9]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1379.
- ↑ 2,0 2,1 Dzivenko, Dmytro: High-pressure synthesis, structure and properties of cubic zirconium(IV)- and hafnium(IV) nitrides. Dissertation (2009), Vorlage:URN
- ↑ Referenzfehler: Es ist ein ungültiger
<ref>-Tag vorhanden: Für die Referenz namensJean d’Ans, Ellen Lax, Roger Blachnikwurde kein Text angegeben. - ↑ Werner Martienssen, Hans Warlimont: Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data. Springer, 2005, ISBN 978-3-540-30437-1, S. 468 (Vorlage:Google Buch).
- ↑ M. E. Straumanis, C. A. Faunce: Der unvollkommene Aufbau des Hafniumnitrids und das Bindungsproblem. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 353, 1967, S. 329–336, Vorlage:DOI.
- ↑ 6,0 6,1 Dale L. Perry: Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition. Taylor & Francis US, 2011, ISBN 1-4398-1462-7, S. 194 (Vorlage:Google Buch).
- ↑ Derya Deniz: Texture evolution in metal nitride (aluminum nitride, titanium nitride, hafnium nitride) thin films prepared by off-normal incidence reactive magnetron sputtering. ProQuest, 2008, ISBN 978-1-109-03782-1, S. 6 (Vorlage:Google Buch).
- ↑ Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ewald Werner: Werkstofftechnik. Pearson Deutschland GmbH, 2011, ISBN 978-3-86894-006-0, S. 634 (Vorlage:Google Buch)
- ↑ Hmt, Hmt, H. M T. Bangalore: Production Technology. Tata McGraw-Hill Education, 2001, ISBN 978-0-07-096443-3, S. 41 (Vorlage:Google Buch).