72
Hf
ハフニウム
Hafnium
遷移金属
ハフニウムは原子番号72の遷移金属で、現代半導体技術の要です。 HfO₂（酸化ハフニウム）は45nm以下のCPUでゲート絶縁膜として使用され、ムーアの法則を延命しました。 極めて高い融点と耐食性から、ジェットエンジンのタービンブレード超合金にも添加されます。 中性子吸収断面積が大きく、原子炉の制御棒材料としても重要です。
原子量
178.49u
融点
2233°C
沸点
4603°C
密度
13.31g/cm³
発見年
1923年
電子配置
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
📸 ギャラリー
半導体
HfO₂ゲート絶縁膜 - High-k誘電体。
ジェットエンジン
タービンブレード - 超合金添加剤。
原子炉
制御棒 - 高い中性子吸収。
🔧 主な用途
💻 半導体ゲート絶縁膜
HfO₂はSiO₂の代替。45nm以下プロセスでリーク電流低減。
✈️ 超合金
ジェットエンジンのNi基超合金に添加。粒界強化に。
☢️ 原子炉制御棒
中性子吸収断面積105バーン。高温・高放射線環境でも安定。
💾 RRAM・FeRAM
次世代不揮発メモリ。HfO₂ベースの強誘電体。
🔬 製造方法
1
ジルコニウム精錬時の液液抽出分離
ジルコン鉱石にはHfが1-3%含有。MIBK（メチルイソブチルケトン）を用いた液液抽出でZrとHfを分離。
2
ヴァンアーケル・ドボーア法
粗ハフニウムをヨウ素と反応させHfI₄とし、高温フィラメントで熱分解して高純度金属を析出。
📰 ニュース
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🔗 関連情報・外部リンク
💡 豆知識
🇩🇰 コペンハーゲン
Hafnia（コペンハーゲンのラテン名）に因む。ボーアの予測で発見。
🔗 ジルコニウムと双子
Zrと化学的性質が酷似。分離が極めて困難。
🏆 Intel・Samsung
2007年45nmプロセスで初採用。現在も最先端CPUに使用。
⚠️ 安全情報
💥 粉塵は爆発性
微粉末は自然発火し、爆発的に燃焼する危険性。水・泡消火剤は使用禁止。
👁️ 目への刺激
粉塵が目に入ると刺激を引き起こす。機械的損傷の可能性も。
✅ 低毒性
塊状の金属は低毒性。化合物も一般的に低い毒性を示す。