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이테르비움속

Ytterbium
이티움과 혼동하지 말자.
이테르비움, 이브
Ytterbium-3.jpg
이테르비움속
발음/ɪˈtrrbimm/ (ih-TUR-bee-m)
외관은빛으로 희고, 옅은 노란 색조를[1] 띤.
표준 원자량Ar, std(Yb)173.045(10)[2][3][4][5]
주기율표의 이테르비움
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕어 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오비움 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 은색 카드뮴 인듐 주석 안티모니 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로피움 가돌리늄 테르비움 디스프로슘 홀뮴 에르비움 툴륨 이테르비움속 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 백금 금 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로텍티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 캘리포늄 아인슈타인움 페르뮴 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 루더포듐 더브니움 수보르기움 보히움 하시움 메이트네리움 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로비움 모스코비움 간모륨 테네신 오가네손
–
↑
Yb
↓
아니요.
툴륨 ← 이테르비움 → 루테튬
원자번호 (Z)70
그룹그룹 n/a
기간6주기
블록 f-블록
전자 구성[Xe] 4f14 6s2
셸당 전자2, 8, 18, 32, 8, 2
물리적 성질
위상 STP서실체가 있는
녹는점1097K(824°C, 1515°F)
비등점1469K(1196°C, 2185°F)
밀도 (근처 )6.90 g/cm3
액체가 있을 때 ( )6.21 g/cm3
융해열7.66 kJ/mol
기화열129 kJ/mol
어금니열용량26.74 J/(몰·K)
증기압
P (Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에서 736 813 910 1047 (1266) (1465)
원자성
산화 상태0,[6] +1, [7]+2, +3(기본 산화물)
전기성폴링 스케일: 1.1(?)
이온화 에너지
  • 첫 번째: 603.4 kJ/mol
  • 2위: 1174.8kJ/mol
  • 3차: 2417 kJ/mol
원자 반지름경험적: 오후 176시
공동 반지름오후 187±8시
Color lines in a spectral range
이터비움의 스펙트럼 라인
기타 속성
자연발생원시적인
결정구조 얼굴 중심 큐빅(입방체)
Face-centered cubic crystal structure for ytterbium
음속 얇은 막대기1590m/초(20°C)
열팽창β, 폴리: 26.3µm/(m³K)()r.t.
열전도도38.5 W/(m³K)
전기저항도β, 폴리: 0.250 µΩm ( )
자기순서파라자성의
어금니 자기 감수성+249.0×10cm−63/mol(2928K)[8]
영의 계량β 형태: 23.9 GPA
전단 계수β 형태: 9.9 GPA
벌크 계량β 형태: 30.5 GPA
포아송 비율β 형태: 0.135
비커즈 경도MPa 205–250
브리넬 경도MPa 340-440
CAS 번호7440-64-4
역사
이름 지정이터비(스웨덴) 다음으로 채굴되었다.
디스커버리장 샤를 갈리사르 드 마리낙(1878)
제1격리듬카를 아우어 폰 웰스바흐(1906)
이터비움의 주 동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
166Yb 동음이의 56.7시간 ε 166TM
168Yb 0.126% 안정적
169Yb 동음이의 32.026 d ε 169TM
170Yb 3.023% 안정적
171Yb 14.216% 안정적
172Yb 21.754% 안정적
173Yb 16.098% 안정적
174Yb 31.896% 안정적
175Yb 동음이의 4.209 d β− 175루
176Yb 12.887% 안정적
177Yb 동음이의 1.152 h β− 177루
범주:이테르비움속
참고 문헌

Ytterbium은 Yb 기호와 원자 번호 70을 가진 화학 원소다.란타니드 계열의 열네 번째 및 열네 번째 원소로, +2 산화 상태의 상대적 안정성의 기초가 된다.그러나 다른 란타니드와 마찬가지로 가장 일반적인 산화 상태는 산화물, 할로겐화물과 다른 화합물에서와 마찬가지로 +3이다.다른 후기 란타니드의 화합물처럼 수용성 이테르비움 화합물은 9개의 물 분자와 함께 콤플렉스를 형성한다.그것의 밀폐된 전자 구성 때문에, 그것의 밀도와 용해 및 비등점은 대부분의 다른 란타니드의 그것과 현저하게 다르다.

1878년 스위스의 화학자 장 샤를 갈리사드 드 마리낙은 에르비움의 새로운 성분을 발견한 스웨덴의 마을 이테르비를 위해 희토류인 또 다른 독립 성분인 "에르비아"에서 분리했다.그는 이테르비아가 자신이 "이테르비움"이라고 부르는 새로운 원소의 혼합물이라고 의심했다(총 4개의 원소는 이트륨, 테르비움, 에르비움 등 4개의 원소가 마을 이름을 따서 명명되었다).1907년에 새로운 지구 "루테시아"는 이테르비아로부터 분리되었고, 이로부터 조르주 우르바인, 칼 아우어 폰 웰스바흐, 찰스 제임스가 원소 "루테슘"(현 루테튬)을 추출하였다.약간의 논의 끝에 마리낙의 이름 "ytterbium"이 유지되었다.비교적 순수한 금속 표본은 1953년에야 얻어졌다.현재 이터비움은 주로 스테인리스강이나 활성 레이저 매체의 도판트로서 사용되며 감마선원으로 사용되는 경우가 적다.

천연 이터비움은 7개의 안정적인 동위원소가 혼합된 것으로, 모두 0.3ppm의 농도로 존재한다.이 원소는 중국, 미국, 브라질, 인도에서 광물 모나자이트, 엑세나이트, 엑소타임 등의 형태로 채굴된다.이테르비움은 다른 많은 희토류 원소들 사이에서만 발견되기 때문에 농도가 낮다. 게다가, 그것은 가장 덜 풍부하다.일단 추출하여 조제하면, 이테르비움은 눈과 피부 자극제로서 다소 위험하다.그 금속은 화재와 폭발의 위험이다.

특성.

물리적 성질

이테르비움은 부드럽고 유연하며 연성이 좋은 화학 원소로 순수할 때 밝은 은빛 광택을 낸다.희토류 원소로 강한 광산에 의해 쉽게 용해된다.차가운 물과 천천히 반응하고 공기 중에 천천히 산화한다.[9]

이터비움은 그리스 문자 알파, 베타 및 감마선으로 표시된 세 개의 할당량을 가지고 있다. 정확한 변환 온도는 압력과 스트레스에 따라 다르지만 변환 온도는 -13°C와 795°C이다.[9][10]베타할당로프(6.966g/cm3)는 상온에 존재하며 얼굴 중심의 입방결정 구조를 가지고 있다.고온 감마 할당로프(6.57 g/cm3)는 체내 중심의 입방 결정 구조를 가지고 있다.[9]알파 할당로프(6.903 g/cm3)는 육각 결정 구조를 가지며 저온에서 안정적이다.[11]베타 할당로프는 정상적인 대기압에서 금속성 전기 전도성을 가지지만 약 1만6000기압(1.6GPA)에 노출되면 반도체가 된다.압축 시 전기저항은 3만9000기압(3.9GPA)으로 10배 증가했다가 약 4만atm(4.0GPA)에서 실내온도저항의 10% 수준으로 떨어진다.[9][12]

일반적으로 저온에서 반자성 및/또는 강자성 특성을 갖는 다른 희토류 금속들과 대조적으로, 이테르비움은 1.0 켈빈 이상의 온도에서 파라마그네틱이다.[13]그러나 알파 할당 로프는 직설적이다.[10]용해점이 824°C이고 비등점이 1196°C인 이터비움은 모든 금속 중에서 액체 범위가 가장 작다.[9]

육각 격자가 촘촘히 박혀 있는 대부분의 다른 란타니드와 달리 이터비움은 얼굴 중심의 입방체에서 결정화된다.이테르비움은 6.973g/cm의3 밀도로 인근 란타니드, 툴륨(9.32g/cm3), 루테튬(9.841g/cm3)보다 밀도가 현저히 낮다.녹고 끓는 점 또한 툴륨과 루테튬에 비해 현저히 낮다.이는 이터비움([Xe] 4f14 6s2)의 폐쇄 쉘 전자 구성으로 인해 두 개의 6s 전자만 금속 접합에 사용할 수 있게 되고(전자가 3개 있는 다른 란타니드와 대조적으로) 이터비움의 금속 반경이 증가하기 때문이다.[11]

화학적 특성

이테르비움 금속은 공기 중에 천천히 변색되어 금빛이나 갈색 빛깔을 띠게 된다.잘게 분산된 이테르비움은 공기와 산소에서 쉽게 산화된다.분말 이테르비움과 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 헥사클로로에탄과 함께 발광 에메랄드-녹색 불꽃으로 혼합한 혼합물.[14]이테르비움은 수소와 반응하여 여러 가지 비스토리하이드라이드를 형성한다.이테르비움은 물에 천천히 용해되지만 산에는 빠르게 용해되어 수소 가스를 방출한다.[11]

이테르비움은 상당히 전기성이 강하며, 차가운 물과 천천히 반응하고 뜨거운 물로 꽤 빠르게 반응하여 이테르비움을 형성한다(III) 수산화물:[15]

2 Yb (s) + 6 HO2 (l) → 2 Yb (OH)3 (aq) + 32 H (g)

Itterbium은 모든 할로겐과 반응한다.[15]

2 Yb (s) + 3 F2 (g) → 2 YbF3 (s) [흰색]
2 Yb (s) + 3 Cl2 (g) → 2 YbCl3 (s) [흰색]
2Yb(s) + 3Br2(g) → 2YbBr3(s) [흰색]
2 Yb (s) + 3 I2 (g) → 2 YbI3 (s) [흰색]

이터비움()III) 이온은 파장의 근적외선 범위에서 빛을 흡수하지만 가시광선에서는 흡수되지 않으므로 이터비아, YbO는23 백색이며 이터비움의 염류도 무색이다.이테르비움은 묽은 황산에 쉽게 용해되어 무색 Yb(III) 이온을 함유한 용액을 형성하는데, 이는 비수화물 복합체로 존재한다.[15]

2Yb (s) + 3 HSO24 (aq) + 18 HO
2 (l) → 2 [Yb (HO2)]93+ (aq) + 3 SO2−
4 (aq) + 32 H (g)

Yb(II) 대 Yb(III)

보통 3가지만, 이터비움은 쉽게 2가 화합물을 형성한다.이러한 행동은 산화 상태가 +3인 혼합물을 거의 독점적으로 형성하는 란타니드에게는 이례적이다.+2 상태는 완전히 채워진 f-shell이 더 안정감을 주기 때문에 4f의14 발란스 전자 구성을 가지고 있다.황록색 이터비움()II) 이온은 매우 강한 환원제로 물을 분해하여 수소 가스를 방출하며, 따라서 무색의 이테르비움(ytterbium이다.III) 이온은 수용액에서 발생한다.사마륨과 툴륨도 +2 상태에서는 이와 같이 행동하지만 유로늄은 ()II)는 수용액에서 안정적이다.이터비움 금속은 유러피움 금속과 알칼리성 접지 금속과 유사하게 작용하여 암모니아에 용해되어 파란색 전기화 염을 형성한다.[11]

동위 원소

주요 기사:이터비움 동위 원소

천연 이터비움은 Yb, Yb, Yb, Yb, Yb, Yb, Yb, Yb 등 7개의 안정적인 동위원소로 구성되며, Yb가 자연적 풍요의 31.8%로 가장 흔하다.27개의 방사성 동위원소가 관측되었는데, 가장 안정된 것은 반감기가 32.0일인 Yb, 4.18일인 Yb, 56.7시간인 Yb이다.나머지 방사성 동위원소는 모두 2시간 미만인 반감기를 갖고 있으며, 이들 대부분은 20분 미만인 반감기를 갖고 있다.이터비움은 또한 12개의 메타 상태를 가지고 있으며, 가장 안정적인 상태는 Yb(t1/2 46초)이다.[16][17]

Yb의 경우 147.9674 원자 질량 단위(u)에서 Yb의 경우 180.9562 u까지 원자 중량의 ytterbium 동위원소 범위.가장 풍부한 안정 동위원소인 Yb보다 가벼운 ytterbium 동위원소의 1차 붕괴모드는 전자 포획이며, Yb보다 무거운 이들의 1차 붕괴모드는 베타 붕괴모드다.Yb보다 가벼운 ytterbium 동위원소의 1차 붕괴 제품은 툴륨 동위원소, Yb보다 무거운 ytterbium 동위원소의 1차 붕괴 제품은 루테튬 동위원소다.[16][17]

발생

흑세나이트

이테르비움은 몇몇 희귀 광물에서 다른 희토류 원소와 함께 발견된다.그것은 종종 모나자이트 모래(0.03% ytterbium)에서 상업적으로 회수된다.이 원소는 유향과 이종교배에서도 발견된다.주요 광산 지역은 중국, 미국, 브라질, 인도, 스리랑카, 호주 등이다.이터비움의 매장량은 백만 톤으로 추정된다.이테르비움은 보통 다른 희토류로부터 분리가 어렵지만 20세기 중후반에 개발된 이온교환과 용매추출 기술은 분리가 단순화됐다.이테르비움의 화합물은 드물고 아직 특성이 잘 드러나지 않았다.지구 지각의 이테르비움의 풍부함은 약 3 mg/kg이다.[12]

짝수 란타니드로서, 오도-하르킨스 규칙에 따르면, 이테르비움은 각각 약 0.5% 수준에서 같은 농축액에서 발생하는 바로 이웃인 툴륨과 루테튬보다 훨씬 더 풍부하다.이터비움의 세계 생산량은 연간 약 50톤에 불과해 상업적 용도가 거의 없다는 것을 반영한다.[12]Yb에서 이터비움의 미세한 흔적은 도펜트로 사용된다.YAG 레이저, 이터비움이 전자기 방사선의 방출 자극을 받는 원소인 고체 상태의 레이저.[18]

이테르비움은 종종 이트리움 광물에서 가장 흔한 대체물이다.예를 들어 이종 시간(Yb)과 같이 알려진 극히 소수의 경우/발생 사례에서 이테르비움이 이티움보다 우세하다.달의 퇴보석으로부터 온 토착 이테르비움에 대한 보고가 알려져 있다.[19]

생산

이테르비움은 성질이 비슷해 다른 란타늄과 분리하기가 상대적으로 어렵다.결과적으로, 그 과정은 다소 길다.첫째, 모나자이트나 제노타임과 같은 미네랄은 황산과 같은 다양한 산으로 용해된다.Itterbium은 다른 란타늄과 마찬가지로 이온 교환에 의해 다른 란타늄과 분리될 수 있다.그리고 나서 용액은 다른 란타니드가 서로 다른 물질에 결합되는 수지에 적용된다.그런 다음 복합제를 사용하여 용해되며, 서로 다른 란타니드에 의해 나타나는 다른 유형의 결합 때문에 화합물을 분리할 수 있다.[20][21]

이터비움은 이온 교환이나 나트륨 아말감 감소에 의해 다른 희토류로부터 분리된다.후자의 방법에서는 3가 희토류의 완충된 산성 용액을 녹인 나트륨-머큐리 합금으로 처리하여 Yb를3+ 감소시키고 용해시킨다.그 합금은 염산으로 처리된다.이 금속은 용액에서 옥살산염으로 추출되어 가열하여 산화물로 변환된다.산화물은 란타넘, 알루미늄, 세륨 또는 지르코늄을 고진공에서 가열하여 금속으로 감소한다.금속은 승화에 의해 정화되어 응축판 위에 모아진다.[22]

화합물

이테르비움()III) 산화물
참고 항목: 카테고리:이테르비움 화합물

이테르비움의 화학적 거동은 란타니드의 나머지 부분과 비슷하다.대부분의 이테르비움 화합물은 +3 산화 상태에서 발견되며, 이 산화 상태의 염분은 거의 무색이다.유로피움, 사마륨, 툴륨과 마찬가지로 이테르비움의 삼할라이드는 수소, 아연 분진 또는 금속 이테르비움을 첨가하여 디할라이드로 감소시킬 수 있다.[11]+2 산화 상태는 고체 화합물에서만 발생하며, 알칼리성 접지 금속 화합물(예: ytterbium)과 유사한 방식으로 반응한다.II) 산화칼슘(YbO)은 산화칼슘(CaO)과 동일한 구조를 나타낸다.[11]

할리데스

이터비움의 결정구조 (III) 산화물

이테르비움은 할로겐 플루오린, 염소, 브롬, 요오드로 디할라이드와 삼할라이드를 모두 형성한다.디할리드는 상온에서 삼할리드에 산화되기 쉽고 높은 온도에서 삼할리드와 금속 이터비움에 불균형하다.[11]

3 YbX2 → 2 YbX3 + Yb (X = F, Cl, Br, I)

일부 이터비움 할로겐화물은 유기합성의 시약으로 사용된다.예: ytterbium()III) 염화물(YbCl3)은 루이스 산으로, 알돌과[23] 디엘스-알데르 반응에서 촉매로 사용할 수 있다.[24]이테르비움()II) 사마륨과 같이 요오드화(YbI2)를 사용할 수 있다.II) 결합 반응을 위한 환원제로서 요오드화합물.[25]이테르비움()III) 불소화(YbF3)는 치아 건강에 좋은 불소 이온을 지속적으로 방출하여 불활성 및 무독성 치아 충전제로 사용되며, X선 대조약으로도 좋다.[26]

산화제

이테르비움은 산소와 반응하여 이테르비움을 형성한다.III) 산화물(YbO23)은 음이온의 1/4이 제거된 불소 구조와 관련된 "래어-지구 C형 세키오신드" 구조에서 결정화되어 서로 다른 6개의 좌표(비 옥타이드) 환경에서 이테르비움 원자가 생성된다.[27]이테르비움()III) 산화물은 이터비움으로 감소할 수 있다(II) 염화나트륨과 동일한 구조로 결정되는 원소 이터비움을 포함한 산화물(YbO)[11]

역사

장 샤를 갈리사르 드 마리낙

이테르비움은 1878년에 스위스의 화학자 장 샤를 갈리사르 드 마리낙에 의해 발견되었다.마리낙은 가돌리나이트의 샘플을 검사하던 중 에르비아로 알려진 지구에서 새로운 성분을 발견했고, 에르비움의 새로운 성분을 발견한 스웨덴 근처의 이테르비를 위해 이테르비아라는 이름을 붙였다.마리낙은 이테르비아가 자신이 "이테르비움"[12][26][28][29][30]이라고 부르는 새로운 원소의 화합물이라고 의심했다.

1907년 프랑스의 화학자 조르주 우르바인은 마리낙의 이테르비아를 네오이테르비아와 루테시아의 두 성분으로 분리했다.노이테르비아는 후에 원소 이테르비움으로 알려지게 되었고, 루테시아는 원소 루테튬으로 알려지게 되었다.오스트리아의 화학자 칼 아우어 폰 웰즈바흐는 이 원소들을 거의 동시에 이테르비아로부터 독립적으로 격리시켰지만, 그는 그들을 알데바라늄과 카시오페움이라고 불렀고,[12] 미국의 화학자 찰스 제임스도 이 원소들을 거의 동시에 독립적으로 격리시켰다.[31]우르바인과 웰스바흐는 상대방에 근거한 결과물을 출판했다며 서로를 비난했다.[32][33][34]당시 새로운 원소 명칭의 귀속 책임을 맡고 있던 프랭크 위글스워스 클라크, 빌헬름 오스왈드, 조르주 우르베인으로 구성된 원자질량위원회는 1909년 마리낙의 이테르테리움에서 루테튬이 분리되었다는 사실을 근거로 우르베인에게 우선권을 부여하고 정식 명칭으로 채택함으로써 분쟁을 해결했다.비움은 우르베인에 의해 처음 묘사되었다.[32]우르베인의 이름이 알려진 후 네오이테르비움은 이테르비움으로 환원되었다.

이테르비움의 화학적, 물리적 성질은 이온교환 공정을 이용하여 최초의 거의 순수한 이테르비움 금속이 생산되었던 1953년까지 어떤 정밀도로도 파악할 수 없었다.[12]이터비움의 가격은 1953년과 1998년 사이에 약 US$1,000/kg으로 비교적 안정적이었다.[35]

적용들

감마선 발생원

원자로 내 이터비움 조사 중 중성자 활성화에 의해 수명이 짧은 yb 동위원소(반감기 4.2일)와 함께 생성되는 yb 동위원소(반감기 32일)는 휴대용 X선 기계에서 방사선원으로 사용돼 왔다.X선과 마찬가지로 선원이 방출하는 감마선은 신체의 부드러운 조직을 통과하지만 뼈와 다른 밀도 있는 물질에 의해 차단된다.따라서 (감마선을 방출하는) 작은 Yb 샘플은 작은 물체의 방사선 촬영에 유용한 작은 X선 기계처럼 작용한다.실험 결과 Yb 선원으로 촬영한 방사선 촬영은 250~350keV의 에너지를 가진 X선으로 촬영한 방사선 촬영과 대략 동등한 것으로 나타났다.169yb는 핵의학에도 쓰인다.[36]

고안정성 원자시계

Ytterbium 시계는 1조(2×10−18)의 2부 이내로 안정된 눈금으로 안정성 기록을 보유하고 있다.[37]국립표준기술원에서 개발한 시계는 10마이크로켈빈(절대 영도 위 1000만분의 1도)으로 냉각돼 광학 격자(레이저 빛으로 만든 팬케이크 모양의 우물)에 갇힌 희토류 원자에 의존한다.초당 518조 번 "틱"하는 또 다른 레이저가 원자의 두 에너지 수준 사이의 전환을 유발한다.원자 수가 많은 것이 시계의 높은 안정성의 열쇠다.

가시광선은 전자레인지보다 더 빨리 진동하므로 광학시계는 세슘 원자시계보다 더 정밀할 수 있다.피시칼리쉬-테크니쉬 번데산스탈트는 그러한 광학시계를 몇 개 제작하고 있다.이온트랩에 1개의 이터비움 이온이 걸린 모델은 정확도가 높다.이를 바탕으로 한 광시계는 소수점 이후 17자리까지 정확하다.[38]국립표준기술연구소의 이터비움 원자에 기초한 실험용 원자 시계 한 쌍이 안정성 기록을 세웠다.NIST 물리학자들은 2013년 8월 22일자 사이언스 익스프레스에서 ytterbium 클럭의 진드기가 1조(1에 이어 0 18개)의 2부 이내로 안정되어 다른 원자 클럭에 대해 이전에 가장 잘 발표된 결과보다 약 10배 더 좋다고 보고했다.그 시계는 우주의 나이에 비견되는 기간 동안 1초 안에 정확할 것이다.[39]

스테인리스 도핑

이터비움은 또한 스테인리스강의 곡물 정제, 강도 및 기타 기계적 성질을 개선하는 데 도움을 주는 도판트로서 사용될 수 있다.일부 이터비움 합금은 치과에서 거의 사용되지 않았다.[9][12]

활성매체의 도판트로서의 이터비움

Yb3+ 이온은 활성 레이저 매체, 특히 솔리드 스테이트 레이저와 이중 클래드 섬유 레이저에서 도핑 재료로 사용된다.이터비움 레이저는 매우 효율적이고 수명이 길고 짧은 펄스를 생성할 수 있다. 이터비움은 레이저를 만드는 데 사용되는 재료에 쉽게 통합될 수 있다.[40]Ytterbium 레이저들은 일반적으로 호스트와 애플리케이션에 의존하여 파장 900 nm–1 µm에서 광학적으로 펌프되는 1.06–1.12 µm 대역에서 방사된다.작은 양자결함은 이터비움을 레이저와 파워스케일링의 전도성 도펜트로 만든다.[41]

excitations의ytterbium-doped 재료의 kinetic고 효과적인 단면을의 개념 안에 묘사될 수 있습니다;대부분의ytterbium-doped 레이저의 재료를( 많은 다른 광학적으로 펌프 증가 미디어를로) 간단한 경우 McCumber 관계 holds,[42][43][44]지만ytterbium-doped 복합 재료 응용 프로그램을로 원반 던지기 받고 있었다.sion.[45][46]

보통 저농도의 이테르비움이 사용된다.고농도에서는 이터비움 도포 재료가 광도파킹[47](유리 섬유)을 하거나 심지어 효율적인 레이저 작용 대신 광대역 방출로의[48] 전환(크리스탈과 세라믹)을 보인다.이 효과는 과열뿐만 아니라 고농도 이터비움 이온의 충전 보상 조건과도 관련이 있을 수 있다.[49]

이터비움(Yb) 도핑 광섬유로 생산되는 파워 스케일링 레이저와 증폭기에서 많은 진전이 있었다.Yb 도핑 섬유뿐만 아니라 성분의 진보로 인해 1kW 체제로부터 전력 수준이 증가했다.낮은 NA, 큰 모드 영역 섬유를 제작하면 광대역 구성에서 약 1064 nm에서 1.5 kW에서 2 kW 이상에서 거의 완벽한 빔 품질(M2<1.1)을 달성할 수 있다.[50]이터비움 도포 LMA 섬유는 또한 더 큰 모드 장 직경의 장점을 가지고 있는데, 이는 브릴루인 산란을 자극하고 라만 산란을 자극하는 등 비선형 효과의 영향을 부정하는 것으로, 높은 전력 수준의 달성을 제한하며, 단일 모드 이터비움 도포 섬유에 비해 뚜렷한 장점을 제공한다.

ytterbium 기반 섬유 시스템에서 더 높은 전력 수준을 달성하기 위해.섬유질의 모든 요소를 고려해야 한다.이는 핵심 배경 손실부터 기하학적 특성에 이르는 모든 이터비움 섬유 매개변수의 최적화를 통해서만 달성될 수 있으며, 이는 캐비티 내의 이음체 손실을 감소시킨다.또한 전력 스케일링을 위해서는 광학 캐비티 내에서 일치하는 패시브 섬유의 최적화가 필요하다.[51]다양한 도펜트의 호스트 유리 수정을 통한 ytterbium 도핑 유리 자체의 최적화도 유리의 배경 손실 감소, 섬유 경사 효율 개선, 광도파킹 성능 향상 등에 큰 역할을 하는데, 이 모든 것이 1µm 시스템의 전력 수준 상승에 기여한다.

양자컴퓨팅을 위한 이온 쿼빗

충전된 이온 Yb는+ 양자 컴퓨팅에서 덫에 걸린 이온 쿼빗에 사용된다.[52]뫼르메르-와 같은 엔탕글링 관문쇠렌센 게이트는 모드 잠금 펄스 레이저로 이온을 처리함으로써 달성되었다.[53]

다른이들

이터비움 금속은 높은 스트레스를 받을 때 전기 저항성을 증가시킨다.이 특성은 지진과 폭발로 인한 지반 변형을 감시하기 위해 스트레스 게이지에 사용된다.[54]

현재 이터비움은 키네마틱 적외선 디코이 플레어용 고밀도 폭약 페이로드 마그네슘 대체 가능성으로 조사되고 있다.as ytterbium()III) 산화물은 산화마그네슘보다 적외선 범위에서 방출도가 현저히 높으며, 일반적으로 마그네슘/테플론/비톤(MTV)을 기반으로 하는 부하에 비해 이터비움 기반 페이로드로 더 높은 복사 강도를 얻는다.[55]

주의사항

이터비움은 화학적으로 상당히 안정적이지만 밀폐용기와 질소가 채워진 드라이박스 등 불활성 대기에 저장해 공기와 수분으로부터 보호한다.[56]연구 결과 위험이 최소인 것으로 나타나지만, 이테르비움의 모든 화합물은 매우 독성이 강한 것으로 취급된다.그러나 이테르비움 화합물은 사람의 피부와 눈에 자극을 주며, 일부는 기형 유발 물질일 수 있다.[57]금속 이터븀 먼지는 자연적으로 연소할 수 있으며,[58] 그로 인해 발생하는 가스는 위험하다.이터비움 화재는 물을 이용해 진화할 수 없고 건조화학급 D급 소화기만 진화할 수 있다.[59]

참조

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추가 읽기

  • 요소 안내서 – 수정판, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1

외부 링크