תחמוצת טנטלום

תחמוצת טנטלום
שם סיסטמטי	Ditantalum pentaoxide
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

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

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

שימושים

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

^ Fairbrother, Frederick (1967). The Chemistry of Niobium and Tantalum. New York: Elsevier Publishing Company. pp. 1–28. ISBN 978-0-444-40205-9.
^ 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)
^ 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)
^ 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.
^ Wang, X; et al. (2004). "A Novel MONOS-Type Nonvolatile Memory Using High- $\kappa$ 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)
^ 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)
^ Yoon, J.H; et al. (2014). "Highly Uniform, Electroforming-Free, and Self-Rectifying Resistive Memory in the Pt/Ta₂O₅/HfO_2-x/TiN Structure". Advanced Functional Materials. doi:10.1002/adfm.201400064. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)
^ Lee, M-.J; et al. (2011). "A fast, high-endurance and scalable non-volatile memory device made from asymmetric Ta₂O_5-x/TaO_2-x bilayer structures". Nature Materials. 10: 625. doi:10.1038/NMAT3070. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

33534966תחמוצת טנטלום

[book-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- $\kappa$ 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/HfO_2-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 Ta₂O_5-x/TaO_2-x bilayer structures". Nature Materials. 10: 625. doi:10.1038/NMAT3070. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (עזרה)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

תחמוצת טנטלום

צורה בטבע

שימושים

הערות שוליים

תפריט ניווט

חיפוש