Erbium, le 68e élément du tableau périodique.
La découverte deerbiumL'histoire est pleine de rebondissements. En 1787, dans la petite ville d'Itby, à 1,6 kilomètre de Stockholm, en Suède, une nouvelle terre rare fut découverte dans une pierre noire, nommée terre d'yttrium d'après le lieu de la découverte. Après la Révolution française, le chimiste Mossander utilisa une technologie nouvellement développée pour réduire les éléments.yttriumde la terre d'yttrium. À ce stade, on a réalisé que la terre d'yttrium n'était pas un « composant unique » et on a découvert deux autres oxydes : le rose est appeléoxyde d'erbium, et le violet clair est appelé oxyde de terbium. En 1843, Mossander découvrit l'erbium etterbium, mais il ne croyait pas que les deux substances découvertes étaient pures et éventuellement mélangées à d'autres substances. Au cours des décennies suivantes, on a progressivement découvert que de nombreux éléments y étaient effectivement mélangés, et on a progressivement découvert d'autres éléments métalliques lanthanides en plus de l'erbium et du terbium.
L'étude de l'erbium ne s'est pas déroulée aussi facilement que sa découverte. Bien que Maussand ait découvert l'oxyde d'erbium rose en 1843, ce n'est qu'en 1934 que des échantillons purs demétal erbiumont été extraits grâce à l'amélioration continue des méthodes de purification. Par chauffage et purificationchlorure d'erbiumet le potassium, des chercheurs ont réussi à réduire l'erbium par le potassium métallique. Malgré cela, les propriétés de l'erbium sont trop similaires à celles d'autres éléments métalliques lanthanides, ce qui a entraîné près de 50 ans de stagnation dans les recherches connexes, telles que le magnétisme, l'énergie de frottement et la génération d'étincelles. Jusqu'en 1959, avec l'application de la structure électronique spécifique de la couche 4f des atomes d'erbium dans les domaines optiques émergents, l'erbium a attiré l'attention et de multiples applications de l'erbium ont été développées.
L'erbium, de couleur blanc argenté, présente une texture molle et ne présente un fort ferromagnétisme qu'à proximité du zéro absolu. C'est un supraconducteur qui s'oxyde lentement à température ambiante sous l'action de l'air et de l'eau.Oxyde d'erbiumC'est une couleur rouge rosé couramment utilisée dans l'industrie de la porcelaine et constitue un excellent émail. L'erbium est concentré dans les roches volcaniques et possède d'importants gisements minéraux dans le sud de la Chine.
L'erbium possède des propriétés optiques exceptionnelles et peut convertir l'infrarouge en lumière visible, ce qui en fait le matériau idéal pour la fabrication de détecteurs infrarouges et d'appareils de vision nocturne. C'est également un outil performant pour la détection de photons, capable d'absorber en continu des photons grâce à des niveaux d'excitation ionique spécifiques dans le solide, puis de détecter et de compter ces photons pour créer un détecteur de photons. Cependant, l'efficacité de l'absorption directe de photons par les ions erbium trivalents était faible. Ce n'est qu'en 1966 que les scientifiques ont développé des lasers à l'erbium en capturant indirectement des signaux optiques via des ions auxiliaires, puis en transférant de l'énergie à l'erbium.
Le principe du laser erbium est similaire à celui du laser holmium, mais son énergie est bien inférieure. Un laser erbium d'une longueur d'onde de 2940 nanomètres permet de couper les tissus mous. Bien que ce type de laser dans la région de l'infrarouge moyen ait une faible capacité de pénétration, il peut être rapidement absorbé par l'humidité des tissus humains, ce qui permet d'obtenir d'excellents résultats avec moins d'énergie. Il permet de couper, de meuler et d'éliminer finement les tissus mous, favorisant ainsi une cicatrisation rapide des plaies. Il est largement utilisé en chirurgie laser, notamment pour la cavité buccale, la cataracte blanche, la chirurgie esthétique, l'élimination des cicatrices et des rides.
En 1985, l'Université de Southampton au Royaume-Uni et l'Université Northeastern au Japon ont développé avec succès un amplificateur à fibre dopée à l'erbium. Aujourd'hui, la Wuhan Optics Valley, située dans la province du Hubei en Chine, est en mesure de produire de manière indépendante cet amplificateur à fibre dopée à l'erbium et de l'exporter vers l'Amérique du Nord, l'Europe et d'autres pays. Cette application est l'une des plus grandes inventions de la communication par fibre optique : pour peu qu'une certaine proportion d'erbium soit dopée, elle peut compenser la perte de signaux optiques dans les systèmes de communication. Cet amplificateur est actuellement le dispositif le plus utilisé en communication par fibre optique, capable de transmettre des signaux optiques sans affaiblissement.
Date de publication : 16 août 2023