Cienkie warstwy dwutlenku hafnu (HfO2) są wykonywane metodą osadzania warstw atomowych (ALD) na dowolnym podłożu (np.: Si, GaN, SiC, grafen, SiO2 itp). Materiał powstaje w procesie chemicznym w trakcie reakcji podwójnej wymiany z dwóch reagentów (prekursorów) takich jak woda dejonizowana (prekursor tlenowy) oraz tetrakis(dimetylamido)hafnium(IV) - TDMAH (prekursor hafnowy). Związek może być otrzymywany w zakresie temperatur od 70°C do 300°C. Maksymalna wielkość podłoża wynosi 20 cm średnicy.
HfO2 łączący w sobie pożądane parametry optyczne, elektryczne i strukturalne może być wykorzystywany jako izolator w urządzaniach elektronicznych, w szczególności w obszarze tzw. "przezroczystej elektroniki", jako materiał o zmiennej oporności w pamięciach elektronicznych, jako powłoki optyczne o wysokim współczynniku załamania w laserach i mikroskopach, a także jako warstwy barierowe czy zabezpieczające w strukturach fotowoltaicznych. Ponadto materiał ten może znależć zastosowanie w medycynie i stomatologii w procesie produkcji protez oraz implantów.
Zdjęcie przekroju poprzecznego warstwy HfO2 na krzemowym podłożu wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). |
Obraz powierzchni dwutlenku hafnu (RMS: 0.4 nm) na krzemowym podłożu wykonany mikroskopem sił atomowych (AFM). |
Widmo dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) polikrystalistycznych w fazie jednoskośnie i amorficznych warstw dwutlenku hafnu. Warstwy zostały osadzone na szklanym podłożu. |