www.wikidata.id-id.nina.az
Tantalum pentoksida dikenal juga sebagai tantalum V oksida adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus Ta Tantalum pentoksida Ta5 O2 Nama Nama IUPAC Tantalum V oxide Nama IUPAC sistematis Ditantalum pentaoksida Penanda Nomor CAS 1314 61 0 Y Model 3D JSmol Gambar interaktif 3DMet 3DMet ChemSpider 452513 N Nomor EC PubChem CID 518712 Nomor RTECS value CompTox Dashboard EPA DTXSID10893849 InChI InChI 1S 5O 2Ta SMILES O Ta O O Ta O O Sifat Rumus kimia Ta2O5 Massa molar 441 893 g mol Penampilan serbuk putih tak berbau Densitas b Ta2O5 8 18 g cm3 1 a Ta2O5 8 37 g cm3 Titik lebur 1 872 C 2 145 K Kelarutan dalam air diabaikan Kelarutan Tidak larut dalam pelarut organik dan sebagian besar asam mineral bereaksi dengan HF Celah pita 3 8 5 3 eV Suseptibilitas magnetik x 32 0 10 6 cm3 mol Indeks bias nD 2 275 Kecuali dinyatakan lain data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar 25 C 77 F 100 kPa N verifikasi apa ini Y N Referensi Ia berupa padatan putih yang tidak larut dalam semua pelarut tetapi dapat diserang oleh basa kuat dan asam fluorida Ta adalah bahan inert dengan indeks refraksi tinggi dan absorbansi rendah tak berwarna sehingga membuatnya berguna untuk penyalutan 2 Ia juga digunakan secara luas dalam produksi kapasitor karena memiliki konstanta dielektrik yang tinggi Daftar isi 1 Preparasi 1 1 Keterjadian dan pemurnian 1 2 Dari alkoksida 2 Struktur dan sifat 3 Reaksi 4 Kegunaan 4 1 Elektronika 4 2 Kegunaan lain 5 ReferensiPreparasi suntingKeterjadian dan pemurnian sunting Tantalum terdapat dalam mineral tantalit dan kolumbit columbium merupakan nama kuno untuk niobium yang terjadi dalam pegmatit suatu formasi batuan beku Campuran kolumbit dan tantalit disebut coltan Tantalit ditemukan oleh Anders Gustaf Ekeberg di Ytterby Swedia dan Kimoto Finlandia Mineral mikrolit dan piroklor mengandung masing masing 70 dan 10 Ta Bijih tantalum sering mengandung niobium yang merupakan logam berharga dalam jumlah yang signifikan Dengan demikian kedua logam diekstraksi sehingga bisa dijual Proses keseluruhan merupakan salah satu hidrometalurgi dan dimulai dengan langkah pelindian di mana bijih diolah dengan asam fluorida dan asam sulfat untuk menghasilkan hidrogen fluorida yang dapat larut dalam air seperti heptafluorotantalat Hal ini memungkinkan pemisahan logam dari berbagai ketakmurnian non logam yang terdapat di dalam batuan FeMn NbTa 2O6 16 HF H2 TaF7 H2 NbOF5 FeF2 MnF2 6 H2O Tantalum dan niobium hidrogen fluorida kemudian dikeluarkan dari larutan akuatik dengan cara ekstraksi cair cair menggunakan pelarut organik seperti sikloheksanon dan metil isobutil keton Langkah ini memungkinkan penghilangan beberapa pengotor logam misalnya besi dan mangan yang tetap berada dalam fase akuatik dalam bentuk fluoridanya Pemisahan tantalum dan niobium kemudian dicapai dengan penyesuaian pH Niobium membutuhkan tingkat keasaman yang lebih tinggi agar tetap larut dalam fase organik sehingga dapat dipisahkan secara selektif dengan cara ekstraksi ke dalam air yang kurang asam Larutan tantalum hidrogen fluorida kemudian dinetralkan menggunakan larutan amonia dalam air untuk mendapatkan tantalum oksida terhidrasi Ta2O5 H2O x yang kemudian dikalsinasi menjadi tantalum pentoksida Ta2O5 seperti dijelaskan pada persamaan yang telah disederhanakan berikut 3 H2 TaF7 5 H2O 7 NH3 0 5 Ta2O5 H2O 5 7 NH4F Ta2O5 H2O 5 Ta2O5 5 H2O Tantalum oksida murni alami dikenal sebagai mineral tantit meskipun sangat langka 4 Dari alkoksida sunting Tantalum oksida sering digunakan dalam elektronika sering kali dalam bentuk film tipis Untuk aplikasi ini dapat diproduksi dengan metode deposisi uap kimia logam organik bahasa Inggris metalorganic chemical vapour deposition MOCVD atau teknik terkait yang melibatkan hidrolisis halida atau alkoksida volatilnya Ta2 OEt 10 5 H2O Ta2O5 10 EtOH 2 TaCl5 5 H2O Ta2O5 10 HClStruktur dan sifat suntingStruktur kristal tantalum pentoksida telah menjadi masalah perdebatan Bahan curahnya tidak teratur 5 amorf atau polikristalin dengan kristal tunggal menjadi sulit untuk tumbuh Kristalografi sinar X umumnya terbatas pada difraksi bubuk sehingga kurang memberikan informasi struktural Setidaknya diketahui ada 2 polimorf Bentuk suhu rendah yang dikenal sebagai L atau b Ta2O5 dan bentuk suhu tinggi yang dikenal sebagai H atau a Ta2O5 Transisi antara kedua bentuk ini lamban dan reversibel terjadi pada suhu antara 1000 1360 C dengan struktur campuran pada suhu menengah 5 Struktur kedua polimorf terdiri dari rantai yang dibangun dari TaO6 oktahedral dan TaO7 pentagonal bipiramidal polyhedra berbagi simpul yang berlawanan yang selanjutnya digabungkan dengan berbagi tepi 6 7 Sistem kristal keseluruhan bersifat ortorombik dalam kedua kasus dengan kelompok ruang b Ta2O5 diidentifikasi sebagai Pna2 oleh difraksi sinar X kristal tunggal 8 Sebuah bentuk tekanan tinggi Z Ta2O5 juga telah dilaporkan di mana atom Ta mengadopsi sebuah geometri 7 koordinasi menghasilkan struktur monoklinik kelompok ruang C2 9 Kesulitan dalam membentuk material dengan struktur seragam telah menyebabkan variasi sifat yang dilaporkan Seperti kebanyakan oksida logam Ta adalah isolator dan celah pitanya telah dilaporkan terjadi antara 3 8 dan 5 3 eV tergantung pada metode pembuatannya 10 11 12 Secara umum semakin amorf suatu bahan semakin besar celah pita yang teramati Perlu dicatat bahwa nilai yang diamati ini secara signifikan lebih tinggi daripada yang diprediksikan oleh kimia komputasi 2 3 3 8 eV 13 14 15 Konstanta dielektriknya biasanya sekitar 25 16 meskipun nilai lebih dari 50 telah dilaporkan 17 Secara umum tantalum pentoksida dianggap sebagai bahan dielektrik k tinggi Reaksi suntingTa kurang bereaksi dengan HCl atau HBr namun akan larut dalam asam fluorida dan bereaksi dengan kalium bifluorida dan HF sesuai dengan persamaan berikut 18 19 Ta 4 KHF2 6 HF 2 K 5 H Ta dapat direduksi menjadi logam Ta menggunakan logam reduktor seperti kalsium dan aluminium Ta 5 Ca 2 Ta 5 amp nbspCaO nbsp Beberapa kapasitor tantalum 10uF x 30VDC jenis bodi padat celup epoksi Polaritas tercantum dengan jelas Kegunaan suntingElektronika sunting Karena tingginya celah pita dan konstanta dielektrik tantalum pentoksida telah menemukan berbagai kegunaan dalam elektronika terutama pada kapasitor tantalum Ini digunakan dalam elektronik otomotif telepon seluler dan pager sirkuit elektronik komponen film tipis serta alat berkelajuan tinggi Pada tahun 1990 an tumbuh minat penggunaan tantalum oksida sebagai dielektrik k tinggi untuk aplikasi kapasitor DRAM 20 21 Ini digunakan pada kapasitor logam isolator logam on chip untuk sirkuit terpadu CMOS berfrekuensi tinggi Tantalum oksida mungkin memiliki aplikasi sebagai lapisan perangkap muatan untuk memori yang tidak mudah menguap 22 23 Terdapat aplikasi oksida tantalum untuk memori pengalih resistif 24 Kegunaan lain sunting Indeks refraksinya yang tinggi telah menyebabkan Ta digunakan dalam pabrikasi kaca lensa fotografi 2 25 Referensi sunting Reisman Arnold Holtzberg Frederic Berkenblit Melvin Berry Margaret 20 September 1956 Reactions of the Group VB Pentoxides with Alkali Oxides and Carbonates III Thermal and X Ray Phase Diagrams of the System K2O or K2CO3 with Ta2O5 Journal of the American Chemical Society 78 18 4514 4520 doi 10 1021 ja01599a003 a b Fairbrother Frederick 1967 The Chemistry of Niobium and Tantalum New York Elsevier Publishing Company hlm 1 28 ISBN 978 0 444 40205 9 Anthony Agulyanski 2004 Fluorine chemistry in the processing of tantalum and niobium Dalam Anatoly Agulyanski Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds edisi ke 1st Burlington Elsevier ISBN 9780080529028 Tantite Tantite mineral information and data Mindat org Diakses tanggal 2016 03 03 a b Askeljung Charlotta Marinder Bengt Olov Sundberg Margareta 1 November 2003 Effect of heat treatment on the structure of L Ta2O5 Journal of Solid State Chemistry 176 1 250 258 Bibcode 2003JSSCh 176 250A doi 10 1016 j jssc 2003 07 003 Stephenson N C Roth R S 1971 Structural systematics in the binary system Ta2O5 WO3 V The structure of the low temperature form of tantalum oxide L Ta2O5 Acta Crystallographica Section B 27 5 1037 1044 doi 10 1107 S056774087100342X Wells A F 1947 Structural Inorganic Chemistry Oxford Clarendon Press Wolten G M Chase A B 1 August 1969 Single crystal data for b Ta2O5 and A KPO3 Zeitschrift fur Kristallographie 129 5 6 365 368 Bibcode 1969ZK 129 365W doi 10 1524 zkri 1969 129 5 6 365 Zibrov I P Filonenko V P Sundberg M Werner P E 1 August 2000 Structures and phase transitions of B Ta2O5 and Z Ta2O5 two high pressure forms of Ta2O5 Acta Crystallographica Section B 56 4 659 665 doi 10 1107 S0108768100005462 Kukli Kaupo Aarik Jaan Aidla Aleks Kohan Oksana Uustare Teet Sammelselg Vaino 1995 Properties of tantalum oxide thin films grown by atomic layer deposition Thin Solid Films 260 2 135 142 Bibcode 1995TSF 260 135K doi 10 1016 0040 6090 94 06388 5 Fleming R M Lang D V Jones C D W Steigerwald M L Murphy D W Alers G B Wong Y H van Dover R B Kwo J R Sergent A M 1 January 2000 Defect dominated charge transport in amorphous Ta2O5 thin films Journal of Applied Physics 88 2 850 Bibcode 2000JAP 88 850F doi 10 1063 1 373747 Murawala Prakash A Sawai Mikio Tatsuta Toshiaki Tsuji Osamu Fujita Shizuo Fujita Shigeo 1993 Structural and Electrical Properties of Ta2O5 Grown by the Plasma Enhanced Liquid Source CVD Using Penta Ethoxy Tantalum Source Japanese Journal of Applied Physics 32 Part 1 No 1B 368 375 Bibcode 1993JaJAP 32 368M doi 10 1143 JJAP 32 368 Ramprasad R 1 January 2003 First principles study of oxygen vacancy defects in tantalum pentoxide Journal of Applied Physics 94 9 5609 Bibcode 2003JAP 94 5609R doi 10 1063 1 1615700 Sawada H Kawakami K 1 January 1999 Electronic structure of oxygen vacancy in Ta2O5 Journal of Applied Physics 86 2 956 Bibcode 1999JAP 86 956S doi 10 1063 1 370831 Nashed Ramy Hassan Walid M I Ismail Yehea Allam Nageh K 2013 Unravelling the interplay of crystal structure and electronic band structure of tantalum oxide Ta2O5 Physical Chemistry Chemical Physics doi 10 1039 C2CP43492J Macagno V Schultze J W 1 December 1984 The growth and properties of thin oxide layers on tantalum electrodes Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry 180 1 2 157 170 doi 10 1016 0368 1874 84 83577 7 Hiratani M Kimura S Hamada T Iijima S Nakanishi N 1 January 2002 Hexagonal polymorph of tantalum pentoxide with enhanced dielectric constant Applied Physics Letters 81 13 2433 Bibcode 2002ApPhL 81 2433H doi 10 1063 1 1509861 Agulyansky A 2003 Potassium fluorotantalate in solid dissolved and molten conditions J Fluorine Chemistry 155 161 doi 10 1016 S0022 1139 03 00190 8 Brauer Georg 1965 Handbook of preparative inorganic chemistry S l Academic Press hlm 256 ISBN 978 0 12 395591 3 Ezhilvalavan S Tseng T Y 1999 Preparation and properties of tantalum pentoxide Ta2O5 thin films for ultra large scale integrated circuits ULSIs application a review Journal of Materials Science Materials in Electronics 10 1 9 31 doi 10 1023 A 1008970922635 Chaneliere C Autran J L Devine R A B Balland B 1998 Tantalum pentoxide Ta2O5 thin films for advanced dielectric applications Materials Science and Engineering R 22 6 269 322 doi 10 1016 S0927 796X 97 00023 5 Wang X et al 2004 A Novel MONOS Type Nonvolatile Memory Using High k displaystyle kappa nbsp Dielectrics for Improved Data Retention and Programming Speed IEEE Transactions on Electron Devices 51 4 597 Bibcode 2004ITED 51 597W doi 10 1109 TED 2004 824684 Zhu H et al 2013 Design and Fabrication of Ta2O5 Stacks for Discrete Multibit Memory Application IEEE Transactions on Nanotechnology 12 6 1151 1157 doi 10 1109 TNANO 2013 2281817 Lee M J et al 2011 A fast high endurance and scalable non volatile memory device made from asymmetric Ta2O5 x TaO2 x bilayer structures Nature Materials 10 625 Bibcode 2011NatMa 10 625L doi 10 1038 NMAT3070 Musikant Solomon 1985 Optical Glas Composition Optical Materials An Introduction to Selection and Application CRC Press hlm 28 ISBN 978 0 8247 7309 0 Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Tantalum pentoksida amp oldid 25154425