Erbium, det 68. elementet i periodesystemet.
Oppdagelsen averbiumer full av vendinger. I 1787, i den lille byen Itby, 1,6 kilometer fra Stockholm i Sverige, ble en ny sjelden jordart oppdaget i en svart stein, kalt yttriumjord etter stedet der oppdagelsen ble funnet. Etter den franske revolusjonen brukte kjemikeren Mossander nyutviklet teknologi for å redusere elementærtyttriumfra yttriumjord. På dette tidspunktet innså folk at yttriumjord ikke er en «enkeltkomponent» og fant to andre oksider: det rosa kalleserbiumoksid, og den lyslilla kalles terbiumoksid. I 1843 oppdaget Mossander erbium ogterbium, men han trodde ikke at de to stoffene som ble funnet var rene og muligens blandet med andre stoffer. I de påfølgende tiårene oppdaget folk gradvis at det faktisk var mange grunnstoffer blandet i det, og de fant gradvis andre lantanidmetallgrunnstoffer foruten erbium og terbium.
Studiet av erbium gikk ikke like knirkefritt som oppdagelsen. Selv om Maussand oppdaget rosa erbiumoksid i 1843, var det ikke før i 1934 at rene prøver averbiummetallble ekstrahert på grunn av kontinuerlig forbedring av rensemetoder. Ved oppvarming og rensingerbiumkloridog kalium, har folk oppnådd reduksjonen av erbium med metallet kalium. Likevel er egenskapene til erbium for like de til andre lantanidmetallelementer, noe som har resultert i nesten 50 år med stagnasjon i relatert forskning, som magnetisme, friksjonsenergi og gnistgenerering. Frem til 1959, med anvendelsen av den spesielle 4f-lags elektroniske strukturen til erbiumatomer i nye optiske felt, fikk erbium oppmerksomhet og flere anvendelser av erbium ble utviklet.
Erbium, sølvhvitt, har en myk tekstur og viser bare sterk ferromagnetisme nær det absolutte nullpunkt. Det er en superleder og oksideres sakte av luft og vann ved romtemperatur.Erbiumoksider en rosenrød farge som ofte brukes i porselensindustrien og er en god glasur. Erbium er konsentrert i vulkanske bergarter og har store mineralforekomster i Sør-Kina.
Erbium har enestående optiske egenskaper og kan konvertere infrarødt lys til synlig lys, noe som gjør det til det perfekte materialet for å lage infrarøde detektorer og nattsynsenheter. Det er også et dyktig verktøy innen fotondeteksjon, i stand til kontinuerlig å absorbere fotoner gjennom spesifikke ioneksitasjonsnivåer i det faste stoffet, og deretter detektere og telle disse fotonene for å lage en fotondetektor. Effektiviteten til direkte absorpsjon av fotoner av trivalente erbiumioner var imidlertid ikke høy. Det var ikke før i 1966 at forskere utviklet erbiumlasere ved indirekte å fange opp optiske signaler gjennom hjelpeioner og deretter overføre energi til erbium.
Prinsippet bak erbiumlaser ligner på holmiumlaser, men energien er mye lavere enn holmiumlaser. En erbiumlaser med en bølgelengde på 2940 nanometer kan brukes til å skjære i bløtvev. Selv om denne typen laser har dårlig penetrasjonsevne i det midtre infrarøde området, kan den raskt absorberes av fuktighet i menneskelig vev, og oppnå gode resultater med mindre energi. Den kan finskjære, slipe og fjerne bløtvev, noe som gir rask sårheling. Den er mye brukt i laserkirurgi som munnhule, hvit grå stær, skjønnhet, arrfjerning og rynkefjerning.
I 1985 utviklet University of Southampton i Storbritannia og Northeastern University i Japan en vellykket erbiumdopet fiberforsterker. I dag kan Wuhan Optics Valley i Wuhan, Hubei-provinsen, Kina, produsere denne erbiumdopede fiberforsterkeren uavhengig og eksportere den til Nord-Amerika, Europa og andre steder. Denne applikasjonen er en av de største oppfinnelsene innen fiberoptisk kommunikasjon. Så lenge en viss andel erbium er dopet, kan den kompensere for tapet av optiske signaler i kommunikasjonssystemer. Denne forsterkeren er for tiden den mest brukte enheten innen fiberoptisk kommunikasjon, og er i stand til å overføre optiske signaler uten å svekkes.
Publisert: 16. august 2023