Фториды HfF4 в Минске

Фторид гафния HfF4 — тетрафторид гафния для оптических покрытий и плазмохимии

Фторид гафния HfF4 — неорганическое соединение с температурой плавления около 1025 C и плотностью порядка 7,1 г/см. Материал поставляется в виде порошка белого цвета с размером частиц от 1 до 10 мкм, а также в форме прессованных таблеток для испарительных процессов. Характерная особенность HfF4 — высокая термодинамическая стабильность в интервале температур 200–800 C, что делает его пригодным для вакуумных методов нанесения покрытий без разложения соединения.

Основное применение тетрафторида гафния связано с производством многослойных оптических элементов. В сочетании с диоксидом кремния или фторидом магния HfF4 формирует просветляющие и отражающие структуры для УФ- и ИК-диапазона. Показатель преломления материала — около 1,55 на длине волны 550 нм, что обеспечивает эффективную работу интерференционных фильтров, лазерных зеркал и спектральных разделителей. Плёнки из HfF4 отличаются низким коэффициентом поглощения в диапазоне 200–1100 нм и устойчивостью к воздействию агрессивных сред.

Технические характеристики и формы поставки

Для производственных задач фторид гафния HfF4 предлагается в нескольких модификациях, различающихся гранулометрическим составом и степенью чистоты. Оптический класс материала характеризуется содержанием основного вещества не менее 99,99 %, что контролируется методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Технический класс с чистотой 99,5 % применяется в процессах, не требующих строгих оптических параметров.

Применение в оптической промышленности

Тетрафторид гафния HfF4 используется в качестве компонента испарительных смесей для электронно-лучевого напыления. В установках типа ВУ-1А или Boxer Pro процесс ведётся при остаточном давлении 10–10 Па и скорости осаждения 0,5–2 нм/с. Полученные слои обладают аморфной структурой с шероховатостью поверхности не более 0,5 нм, что критично для работы в эксимерных лазерах на длинах волн 193 и 248 нм.

В производстве тепловизионных систем HfF4 применяется для создания защитных покрытий на подложках из германия и селенида цинка. Такие покрытия обеспечивают пропускание в диапазоне 8–14 мкм на уровне 97–98 % при толщине слоя 1–3 мкм. Дополнительное преимущество — стойкость плёнок к циклическим температурным нагрузкам от –60 до +150 C без отслаивания и микротрещин.

Использование в плазмохимических процессах

Фторид гафния HfF4 выступает прекурсором при осаждении диэлектрических слоёв методом атомно-слоевого осаждения (ALD). В реакторах с плазменной активацией процесса температура подложки поддерживается в диапазоне 150–350 C, а скорость роста плёнки HfO составляет 0,8–1,2 /цикл. Получаемые диэлектрики характеризуются диэлектрической проницаемостью 20–25 и низким током утечки, что востребовано при производстве конденсаторов и транзисторных структур.

В металлургических процессах HfF4 используется для получения металлического гафния методом магниетермического восстановления. Реакция проводится в инертной атмосфере аргона при температуре 750–850 C с последующей вакуумной дистилляцией. Выход металла достигает 92–95 %, а содержание примесей алюминия и кремния не превышает 0,01 %.

Условия хранения и меры безопасности

Фторид гафния HfF4 гигроскопичен, поэтому его хранение требует герметичной тары с влагопоглотителем. При контакте с влагой возможно выделение фтористого водорода, что определяет необходимость работы с материалом в вытяжных шкафах с принудительной вентиляцией. Допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны — не более 0,5 мг/м. При нагреве выше 300 C в присутствии влаги материал может частично гидролизоваться с образованием оксифторидов, что следует учитывать при проектировании технологических процессов.

Вопросы и ответы