Оксид гадолиния — бинарное неорганическое соединение, образованное с помощью гадолиния и кислорода. Элемент имеет формулу — Gd2O3, по внешнему виду напоминает белые моноклинные кристаллы, в воде практически не растворяется, может реагировать с кислотами.
- Молярная масса — 362,50 г/моль
- Плотность — 7,407 г/см3
- Температура плавления — 2350 С
Оксид гадолиния существует в двух модификациях: с моноклинной решеткой и кубической, температура перехода составляет около 2300 градусов С.
История открытия элемента
В 1880 году известный шведский химик Жан Чарльз Галиссард де Мариньяк записал проводя свои исследования, заметил ранее неизвестные спектрографические линии, когда из минерала самарсита выделял оксид. Как в результате оказалось, выделился оксид гадолиния.
В 1886 году Поль Эмиль Лекок де Буабодран — французский химик в результате своих опытов подтвердил открытие Мариньяка. Поль де Буабодран предложил дать название полученному элементу – «гадолиний» в честь своего коллеги Иоганна Гадолина (известного химика 18 века, открывшего иттрий). Мариньяк полностью согласился с предложением Буабодрана.
Современные тенденции производства микроэлектроники
Миниатюризация микроэлектронных устройств обуславливает появление на рынке новых материалов.
В качестве перспективных материалов были исследованы редкоземельные оксиды. В дополнение к термодинамической и химической стабильности, связанной с кремнием, оксиды редкоземельных элементов имеют высокие диэлектрические постоянные и низкие токи утечек. Другое преимущество редкоземельных оксидов состоит в том, что они имеют небольшое рассогласование по решетке с кремнием, что позволяет им расти эпитаксиально на кремниевых пластинах с использованием метода молекулярно-лучевой эпитаксии. Это дает возможность целенаправленной модификации атомного расположения оксидного слоя, такого как ориентация и кристаллическая структура.
Проблема использования редкоземельных материалов заключается в снижении подвижности носителей заряда транзисторов из-за побочных эффектов. Этот эффект особенно зависит от границы раздела кремниевая пластина / редкоземельный материал.
Из редкоземельных оксидов оксид гадолиния (Gd2O3) обладает лучшими свойствами с точки зрения эпитаксиального роста.
В рамках эксперимента слои Gd2O3 на подложках Si, относящиеся к полупроводниковой промышленности, были выращены путем изменения технологических условий: температуры, химического потенциала кислорода (парциальное давление кислорода), толщины слоя, скорости роста, неправильной подачи подложек и подготовки поверхности. Полученные результаты говорят о дальнейших перспективных направлениях использовании оксида гадолиния в производстве микроэлектроники.
