Hafnium

Hafnium (Hf) ist ein glänzendes, silbriges Metall, das korrosionsbeständig und chemisch ähnlich wie Zirkonium ist. Es hat die Ordnungszahl 72 und eine Atommasse von 178,49 u. Hafnium weist einen hohen Schmelzpunkt von 2233°C (4051°F), einen Siedepunkt von rund 4603°C (8317°F) und eine Dichte von 13,31 g/cm³ auf. Es hat eine hexagonale dichteste Kugelpackung und kommt typischerweise in Mineralienerzen wie Zirkon vor.

In der Elektronik spielt Hafnium eine entscheidende Rolle, da es stabile dielektrische Hochkappa-Materialien bilden kann, die in Halbleiterbauelementen verwendet werden, um die Leistung zu steigern. Hafniumoxid (HfO2) und Hafniumsilikat (HfSiO4) werden in Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und in dynamischen Schreib-Lese-Speichern (DRAM) als Gate-Isolatoren eingesetzt, was die Skalierbarkeit der Bauelemente, die Reduzierung des Leckkstroms und die Gesamteffizienz verbessert.

Die hervorragende thermische und mechanische Stabilität von auf Hafnium basierenden Verbindungen unter extremen Bedingungen macht sie auch für den Einsatz in Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen geeignet. Darüber hinaus ist Hafnium aufgrund seines hohen Neutronenabsorptionsquerschnitts wertvoll für die Steuerstäbe von Kernreaktoren, was jedoch außerhalb des Bereichs der Elektronik liegt. Zusammengefasst haben die einzigartigen Eigenschaften von Hafnium es zu einem bevorzugten Material für fortschrittliche elektronische Bauelemente gemacht, was zur Miniaturisierung und Verbesserung moderner Technologien beiträgt.