エルビウム、周期表の68番目の元素。
の発見エルビウム紆余曲折に満ちています。1787年、スウェーデンのストックホルムから1.6キロ離れたイトビーという小さな町で、黒い石の中から新しいレアアースが発見され、発見場所にちなんでイットリウムアースと名付けられた。フランス革命後、化学者のモッサンダーは新しく開発された技術を使用して元素を削減しました。イットリウムイットリウムアースから。この時点で、人々はイットリウム土が「単一成分」ではないことに気づき、他の 2 つの酸化物を発見しました。ピンク色の酸化物は酸化エルビウム、薄紫色のものは酸化テルビウムと呼ばれます。1843 年にモッサンダーはエルビウムを発見し、テルビウム、しかし、彼は発見された2つの物質が純粋であり、他の物質が混合されている可能性があるとは信じていませんでした。その後の数十年間で、人々は実際に多くの元素が混合されていることが徐々に発見され、エルビウムとテルビウム以外の他のランタニド金属元素も徐々に発見されました。
エルビウムの研究は、その発見ほど順調ではありませんでした。モーサンドは 1843 年にピンク色の酸化エルビウムを発見しましたが、純粋なサンプルが発見されたのは 1934 年になってからでした。エルビウム金属精製方法の継続的な改善により、多くの成分が抽出されました。加熱して浄化することで塩化エルビウム人々は金属カリウムによるエルビウムの還元を達成しました。それでも、エルビウムの特性は他のランタニド金属元素とあまりにも似ているため、磁気、摩擦エネルギー、火花発生などの関連研究は50年近く停滞しています。1959 年までは、エルビウム原子の特殊な 4f 層電子構造を新興の光学分野に応用することで、エルビウムが注目を集め、エルビウムの複数の用途が開発されました。
銀白色のエルビウムは柔らかい質感を持ち、絶対零度付近でのみ強い強磁性を示します。これは超伝導体であり、室温で空気と水によってゆっくりと酸化されます。酸化エルビウム磁器業界で一般的に使用されるローズレッドの色で、優れた釉薬です。エルビウムは火山岩に集中しており、中国南部には大規模な鉱床があります。
エルビウムは優れた光学特性を持ち、赤外線を可視光に変換できるため、赤外線検出器や暗視装置の製造に最適な材料です。また、光子検出の熟練ツールでもあり、固体内の特定のイオン励起レベルを通じて光子を継続的に吸収し、これらの光子を検出および計数して光子検出器を作成できます。しかし、3価のエルビウムイオンによる光子の直接吸収効率は高くありませんでした。科学者が補助イオンを通じて間接的に光信号を捕捉し、エネルギーをエルビウムに伝達するエルビウム レーザーを開発したのは 1966 年になってからです。
エルビウム レーザーの原理はホルミウム レーザーと似ていますが、そのエネルギーはホルミウム レーザーよりもはるかに低いです。波長 2940 ナノメートルのエルビウム レーザーは、軟組織の切断に使用できます。このタイプの中赤外領域のレーザーは透過力が低いですが、人体組織の水分にすぐに吸収されるため、少ないエネルギーで良好な結果が得られます。軟組織を細かく切断、粉砕、除去することができ、迅速な創傷治癒を実現します。口腔、白内障、美容、傷跡除去、しわ除去などのレーザー手術に広く使用されています。
1985年、英国のサウサンプトン大学と日本のノースイースタン大学はエルビウムをドープしたファイバ増幅器の開発に成功した。現在、中国湖北省武漢市の武漢光谷は、このエルビウムドープファイバー増幅器を独自に生産し、北米やヨーロッパなどに輸出できるようになった。この応用は光ファイバー通信における最も偉大な発明の一つであり、一定の割合のエルビウムがドープされている限り、通信システムにおける光信号の損失を補償することができる。この増幅器は現在、光ファイバー通信で最も広く使用されているデバイスであり、光信号を弱めることなく伝送することができます。
投稿日時: 2023 年 8 月 16 日