Ytterbium - Ytterbium

Ytterbium, ₇₀ Yb
Ytterbium
Prononciation	/ Ɪ t ɜːr b i ə m / ( ih- TUR -bee-əm )
Apparence	blanc argenté; avec une teinte jaune pâle
Poids atomique standard A r, std (Yb)	173.045(10)
Ytterbium dans le tableau périodique
	thulium ← ytterbium → lutétium
Numéro atomique ( Z )	70
Grouper	groupe n/a
Période	période 6
Bloquer	f-bloc
Configuration électronique	[ Xe ] 4f 14 6s 2
Électrons par coquille	2, 8, 18, 32, 8, 2
Propriétés physiques
Phase à STP	solide
Point de fusion	1097 K (824 °C, 1515 °F)
Point d'ébullition	1469 K (1196 °C, 2185 °F)
Densité (près de rt )	6,90 g / cm 3
quand liquide (au mp )	6,21 g / cm 3
Température de fusion	7,66 kJ/mol
Chaleur de vaporisation	129 kJ/mol
Capacité calorifique molaire	26,74 J/(mol·K)
Propriétés atomiques
États d'oxydation	0, +1, +2, +3 (un oxyde basique )
Électronégativité	Échelle de Pauling : 1.1 (?)
Énergies d'ionisation
Rayon atomique	empirique : 176 h
Rayon covalent	187±20h
	Lignes spectrales de l'ytterbium
Autres propriétés
Occurrence naturelle	primordial
Structure en cristal	cubique à faces centrées (fcc)
Vitesse du son tige mince	1590 m/s (à 20 °C)
Dilatation thermique	, poly : 26,3 µm/(m⋅K) ( rt )
Conductivité thermique	38,5 W/(m⋅K)
Résistivité électrique	, poly : 0,250 µΩ⋅m (à rt )
Commande magnétique	paramagnétique
Susceptibilité magnétique molaire	+249,0 × 10 −6 cm 3 /mol (2928 K)
Module d'Young	forme : 23,9 GPa
Module de cisaillement	forme : 9,9 GPa
Module de vrac	forme : 30,5 GPa
Coefficient de Poisson	forme : 0,207
Dureté Vickers	205–250 MPa
dureté Brinell	340–440 MPa
Numero CAS	7440-64-4
Histoire
Appellation	après Ytterby (Suède), où il a été extrait
Découverte	Jean Charles Galissard de Marignac (1878)
Premier isolement	Carl Auer von Welsbach (1906)
Principaux isotopes de l'ytterbium
	Catégorie : Ytterbium; vue; parlez; Éditer; \| les références

L'ytterbium est un élément chimique de symbole Yb et de numéro atomique 70. C'est le quatorzième et avant-dernier élément de la série des lanthanides , qui est à la base de la stabilité relative de son état d' oxydation +2 . Cependant, comme les autres lanthanides, son état d'oxydation le plus courant est +3, comme dans son oxyde , ses halogénures et d'autres composés. En solution aqueuse , comme les composés d'autres lanthanides tardifs, les composés d'ytterbium solubles forment des complexes avec neuf molécules d'eau. En raison de sa configuration électronique à couche fermée, sa densité et ses points de fusion et d'ébullition diffèrent considérablement de ceux de la plupart des autres lanthanides.

En 1878, le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac sépara de la terre rare « erbia » un autre composant indépendant, qu'il appela « ytterbia », pour Ytterby , le village de Suède proche où il trouva le nouveau composant d' erbium . Il soupçonnait que l'ytterbia était un composé d'un nouvel élément qu'il appelait « ytterbium » (au total, quatre éléments ont été nommés d'après le village, les autres étant l' yttrium , le terbium et l' erbium ). En 1907, la nouvelle terre "lutecia" fut séparée de l'ytterbie, dont l'élément "lutecium" (aujourd'hui lutécium ) fut extrait par Georges Urbain , Carl Auer von Welsbach et Charles James . Après discussion, le nom de Marignac "ytterbium" a été retenu. Un échantillon relativement pur du métal n'a été obtenu qu'en 1953. À l'heure actuelle, l'ytterbium est principalement utilisé comme dopant d'acier inoxydable ou de supports laser actifs , et moins souvent comme source de rayons gamma .

L'ytterbium naturel est un mélange de sept isotopes stables, qui sont au total présents à des concentrations de 0,3 partie par million . Cet élément est extrait en Chine, aux États-Unis, au Brésil et en Inde sous forme de minéraux monazite , euxenite et xenotime . La concentration en ytterbium est faible car il ne se trouve que parmi de nombreux autres éléments de terres rares ; de plus, il est parmi les moins abondants. Une fois extrait et préparé, l'ytterbium est quelque peu dangereux comme irritant pour les yeux et la peau. Le métal présente un risque d'incendie et d'explosion.

Caractéristiques

Propriétés physiques

L'ytterbium est un élément chimique doux, malléable et ductile qui affiche un éclat argenté brillant lorsqu'il est pur. C'est un élément des terres rares , et il est facilement dissous par les acides minéraux forts . Il réagit lentement avec l' eau froide et s'oxyde lentement à l'air.

L'ytterbium a trois allotropes étiquetés par les lettres grecques alpha, bêta et gamma; leurs températures de transformation sont de −13 ° C et 795 °C, bien que la température de transformation exacte dépende de la pression et de la contrainte . L'allotrope bêta (6,966 g/cm ³ ) existe à température ambiante et a une structure cristalline cubique à faces centrées . L'allotrope gamma à haute température (6,57 g/cm ³ ) a une structure cristalline cubique centrée sur le corps . L'allotrope alpha (6,903 g/cm ³ ) a une structure cristalline hexagonale et est stable à basse température. L'allotrope bêta a une conductivité électrique métallique à la pression atmosphérique normale, mais il devient un semi - conducteur lorsqu'il est exposé à une pression d'environ 16 000 atmosphères (1,6 GPa ). Sa résistivité électrique augmente dix fois lors de la compression à 39 000 atmosphères (3,9 GPa), mais chute ensuite à environ 10 % de sa résistivité à température ambiante à environ 40 000 atm (4,0 GPa).

Contrairement aux autres métaux des terres rares, qui ont généralement des propriétés antiferromagnétiques et/ou ferromagnétiques à basse température , l'ytterbium est paramagnétique à des températures supérieures à 1,0 kelvin . Cependant, l'allotrope alpha est diamagnétique . Avec un point de fusion de 824 °C et un point d'ébullition de 1196 °C, l'ytterbium a la plus petite plage liquide de tous les métaux.

Contrairement à la plupart des autres lanthanides, qui ont un réseau hexagonal compact, l'ytterbium cristallise dans le système cubique à faces centrées. Ytterbium a une densité de 6,973 g / cm ³ , ce qui est inférieur de façon significative à ceux des lanthanides voisins, thulium (9,32 g / cm ³ ) et le lutétium (9,841 g / cm ³ ). Ses points de fusion et d'ébullition sont également nettement inférieurs à ceux du thulium et du lutétium. Cela est dû à la configuration électronique à couche fermée de l'ytterbium ([Xe] 4f ¹⁴ 6s ² ), qui fait que seuls les deux électrons 6s sont disponibles pour la liaison métallique (contrairement aux autres lanthanides où trois électrons sont disponibles) et augmente rayon métallique de l'ytterbium .

Propriétés chimiques

Le métal d'ytterbium se ternit lentement à l'air, prenant une teinte dorée ou brune. L'ytterbium finement dispersé s'oxyde facilement dans l'air et sous l'oxygène. Des mélanges d'ytterbium en poudre avec du polytétrafluoroéthylène ou de l' hexachloroéthane brûlent avec une flamme vert émeraude lumineuse. L'ytterbium réagit avec l' hydrogène pour former divers hydrures non stoechiométriques . L'ytterbium se dissout lentement dans l'eau, mais rapidement dans les acides, libérant de l'hydrogène gazeux.

L'ytterbium est assez électropositif et réagit lentement avec de l'eau froide et assez rapidement avec de l'eau chaude pour former de l'hydroxyde d'ytterbium (III) :

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

L'ytterbium réagit avec tous les halogènes :

2 Yb (s) + 3 F ₂ (g) → 2 YbF ₃ (s) [blanc]

2 Yb (s) + 3 Cl ₂ (g) → 2 YbCl ₃ (s) [blanc]

2 Yb (s) + 3 Br ₂ (g) → 2 YbBr ₃ (s) [blanc]

2 Yb (s) + 3 I ₂ (g) → 2 YbI ₃ (s) [blanc]

L'ion ytterbium (III) absorbe la lumière dans la gamme de longueurs d'onde proche infrarouge , mais pas dans la lumière visible , donc l' ytterbia , Yb ₂ O ₃ , est de couleur blanche et les sels d'ytterbium sont également incolores. L'ytterbium se dissout facilement dans l'acide sulfurique dilué pour former des solutions qui contiennent les ions Yb(III) incolores, qui existent sous forme de complexes nonahydratés :

2 Yb (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) + 18 H
₂O (l) → 2 [Yb(H ₂ O) ₉ ] ³⁺ (aq) + 3 SO²⁻
₄(aq) + 3 H ₂ (g)

Yb(II) contre Yb(III)

Bien qu'habituellement trivalent, l'ytterbium forme facilement des composés divalents. Ce comportement est inhabituel pour les lanthanides , qui forment presque exclusivement des composés avec un état d'oxydation de +3. L'état +2 a une configuration électronique de valence de 4 f ¹⁴ car la couche f entièrement remplie donne plus de stabilité. L'ion ytterbium(II) jaune-vert est un agent réducteur très puissant et décompose l'eau en libérant de l' hydrogène gazeux. Ainsi, seul l'ion ytterbium(III) incolore se trouve en solution aqueuse . Le samarium et le thulium se comportent également de cette façon à l'état +2, mais l' europium (II) est stable en solution aqueuse. L'ytterbium métal se comporte de manière similaire à l'europium métal et aux métaux alcalino-terreux, se dissolvant dans l'ammoniac pour former des sels d' électrure bleu .

Isotopes

L'ytterbium naturel est composé de sept isotopes stables : ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰ Yb, ¹⁷¹ Yb, ¹⁷² Yb, ¹⁷³ Yb, ¹⁷⁴ Yb et ¹⁷⁶ Yb, ¹⁷⁴ Yb étant le plus courant, à 31,8 % de l' abondance naturelle ). 27 radio - isotopes ont été observés, les plus stables étant ¹⁶⁹ Yb avec une demi-vie de 32,0 jours, ¹⁷⁵ Yb avec une demi-vie de 4,18 jours et ¹⁶⁶ Yb avec une demi-vie de 56,7 heures. Tous les isotopes radioactifs restants ont des demi-vies inférieures à deux heures, et la plupart d'entre eux ont des demi-vies inférieures à 20 minutes. L'ytterbium a également 12 méta-états , le plus stable étant ^169m Yb ( t _1/2 46 secondes).

Les isotopes de l'ytterbium varient en poids atomique de 147,9674 unité de masse atomique (u) pour ¹⁴⁸ Yb à 180,9562 u pour ¹⁸¹ Yb. Le mode de désintégration primaire des isotopes d'ytterbium plus légers que l'isotope stable le plus abondant, ¹⁷⁴ Yb, est la capture d'électrons , et le mode de désintégration primaire pour ceux plus lourds que ¹⁷⁴ Yb est la désintégration bêta . Les principaux produits de désintégration des isotopes de l'ytterbium plus légers que ¹⁷⁴ Yb sont les isotopes du thulium , et les principaux produits de désintégration des isotopes de l'ytterbium plus lourds que ¹⁷⁴ Yb sont les isotopes du lutétium .

Occurrence

Euxénite

L'ytterbium se trouve avec d'autres éléments de terres rares dans plusieurs minéraux rares . Il est le plus souvent récupéré commercialement à partir de sable de monazite (0,03 % d'ytterbium). L'élément se trouve également dans euxenite et xénotime . Les principales régions minières sont la Chine , les États-Unis , le Brésil , l' Inde , le Sri Lanka et l' Australie . Les réserves d'ytterbium sont estimées à un million de tonnes . L'ytterbium est normalement difficile à séparer des autres terres rares, mais les techniques d' échange d'ions et d' extraction par solvant développées entre le milieu et la fin du 20e siècle ont simplifié la séparation. Les composés de l'ytterbium sont rares et n'ont pas encore été bien caractérisés. L'abondance de l'ytterbium dans la croûte terrestre est d'environ 3 mg/kg.

En tant que lanthanide pair, conformément à la règle d'Oddo-Harkins , l'ytterbium est significativement plus abondant que ses voisins immédiats, le thulium et le lutétium , qui se trouvent dans le même concentré à des niveaux d'environ 0,5% chacun. La production mondiale d'ytterbium n'est que d'environ 50 tonnes par an, ce qui montre qu'il a peu d'applications commerciales. Des traces microscopiques d'ytterbium sont utilisées comme dopant dans le laser Yb:YAG , un laser à l' état solide dans lequel l'ytterbium est l'élément qui subit une émission stimulée de rayonnement électromagnétique .

L'ytterbium est souvent le substitut le plus courant des minéraux d' yttrium . Dans très peu de cas/occurrences connus, l'ytterbium prévaut sur l'yttrium, comme, par exemple, dans le xénotime -(Yb). Un rapport d'ytterbium natif du régolithe de la Lune est connu.

Production

Il est relativement difficile de séparer l'ytterbium des autres lanthanides en raison de ses propriétés similaires. En conséquence, le processus est un peu long. Premièrement, les minéraux tels que la monazite ou le xénotime sont dissous dans divers acides, tels que l'acide sulfurique . L'ytterbium peut ensuite être séparé des autres lanthanides par échange d'ions , tout comme les autres lanthanides. La solution est ensuite appliquée sur une résine , à laquelle différents lanthanides se lient dans différentes matières. Celui-ci est ensuite dissous à l'aide d' agents complexants , et en raison des différents types de liaison présentés par les différents lanthanides, il est possible d'isoler les composés.

L'ytterbium est séparé des autres terres rares soit par échange d'ions, soit par réduction à l'amalgame de sodium. Dans cette dernière méthode, une solution acide tamponnée de terres rares trivalentes est traitée avec un alliage sodium-mercure fondu, qui réduit et dissout Yb ³⁺ . L'alliage est traité à l'acide chlorhydrique. Le métal est extrait de la solution sous forme d'oxalate et converti en oxyde par chauffage. L'oxyde est réduit en métal par chauffage avec du lanthane , de l' aluminium , du cérium ou du zirconium sous vide poussé. Le métal est purifié par sublimation et recueilli sur une plaque condensée.

Composés

Oxyde d'ytterbium(III)

Le comportement chimique de l'ytterbium est similaire à celui du reste des lanthanides . La plupart des composés d'ytterbium se trouvent à l'état d'oxydation +3, et ses sels dans cet état d'oxydation sont presque incolores. Comme l' europium , le samarium et le thulium , les trihalogénures d'ytterbium peuvent être réduits en dihalogénures par de l' hydrogène , de la poussière de zinc ou par l'ajout d'ytterbium métallique. L'état d'oxydation +2 ne se produit que dans les composés solides et réagit à certains égards de manière similaire aux composés de métaux alcalino-terreux ; par exemple, l'oxyde d'ytterbium(II) (YbO) présente la même structure que l'oxyde de calcium (CaO).

Halogénures

Structure cristalline de l'oxyde d' ytterbium(III)

L'ytterbium forme à la fois des dihalogénures et des trihalogénures avec les halogènes fluor , chlore , brome et iode . Les dihalogénures sont susceptibles de s'oxyder en trihalogénures à température ambiante et disproportionnés par rapport aux trihalogénures et à l'ytterbium métallique à haute température :

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

Certains halogénures d'ytterbium sont utilisés comme réactifs en synthèse organique . Par exemple, le chlorure d'ytterbium (III) (YbCl ₃ ) est un acide de Lewis et peut être utilisé comme catalyseur dans les réactions d' Aldol et de Diels-Alder . L'iodure d'ytterbium(II) (YbI ₂ ) peut être utilisé, comme l' iodure de samarium(II) , comme agent réducteur pour les réactions de couplage . Le fluorure d' ytterbium (III) (YbF ₃ ) est utilisé comme inerte et non toxique remplissage de la dent , car elle libère en continu de fluorure d' ions, qui sont bonnes pour la santé dentaire, et est également un bon agent de contraste aux rayons X .

Oxydes

L'ytterbium réagit avec l'oxygène pour former de l'oxyde d'ytterbium(III) (Yb ₂ O ₃ ), qui cristallise dans la structure « sesquioxyde de terre rare de type C » qui est liée à la structure de la fluorite avec un quart des anions éliminés, conduisant à l'ytterbium atomes dans deux environnements différents à six coordonnées (non octaédriques). L'oxyde d'ytterbium(III) peut être réduit en oxyde d' ytterbium(II) (YbO) avec de l'ytterbium élémentaire, qui cristallise dans la même structure que le chlorure de sodium .

Histoire

Jean Charles Galissard de Marignac

L'ytterbium a été découvert par le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac en 1878. En examinant des échantillons de gadolinite , Marignac a trouvé un nouveau composant dans la terre alors connu sous le nom d' erbia , et il l'a nommé ytterbia, pour Ytterby , le village suédois près d'où il trouva le nouveau composant de l'erbium. Marignac soupçonnait que l'ytterbia était un composé d'un nouvel élément qu'il appelait « ytterbium ».

En 1907, le chimiste français Georges Urbain a séparé l'ytterbie de Marignac en deux composants : la néoytterbie et la lutécie. Neoytterbia est devenu plus tard connu sous le nom d'élément ytterbium, et le lutécie est devenu connu sous le nom d'élément lutétium . Le chimiste autrichien Carl Auer von Welsbach a isolé indépendamment ces éléments de l'ytterbie à peu près au même moment, mais il les a appelés aldébaranium et cassiopeium ; le chimiste américain Charles James a également isolé indépendamment ces éléments à peu près au même moment. Urbain et Welsbach se sont mutuellement accusés de publier des résultats basés sur l'autre partie. La Commission sur la masse atomique, composée de Frank Wigglesworth Clarke , Wilhelm Ostwald et Georges Urbain, qui était alors responsable de l'attribution de nouveaux noms d'éléments, a réglé le différend en 1909 en accordant la priorité à Urbain et en adoptant ses noms comme noms officiels, sur la base sur le fait que la séparation du lutécium de l'ytterbium de Marignac a été décrite pour la première fois par Urbain. Après que les noms d'Urbain aient été reconnus, le néoytterbium est devenu l'ytterbium.

Les propriétés chimiques et physiques de l'ytterbium n'ont pu être déterminées avec précision qu'en 1953, lorsque le premier métal d'ytterbium presque pur a été produit en utilisant des procédés d' échange d'ions . Le prix de l'ytterbium était relativement stable entre 1953 et 1998, à environ 1 000 $US/kg.

Applications

Source de rayons gamma

L' isotope ¹⁶⁹ Yb (avec une demi-vie de 32 jours), qui est créé avec l' isotope ¹⁷⁵ Yb à courte durée de vie (demi-vie 4,2 jours) par activation neutronique lors de l' irradiation de l'ytterbium dans les réacteurs nucléaires , a été utilisé comme une source de rayonnement dans les appareils à rayons X portables . Comme les rayons X, les rayons gamma émis par la source traversent les tissus mous du corps, mais sont bloqués par les os et autres matériaux denses. Ainsi, de petits échantillons de ¹⁶⁹ Yb (qui émettent des rayons gamma) agissent comme de minuscules machines à rayons X utiles pour la radiographie de petits objets. Les expériences montrent que les radiographies prises avec une source de ¹⁶⁹ Yb sont à peu près équivalentes à celles prises avec des rayons X ayant des énergies comprises entre 250 et 350 keV. ¹⁶⁹ Yb est également utilisé en médecine nucléaire .

Horloges atomiques à haute stabilité

Les horloges en ytterbium détiennent le record de stabilité avec des ticks stables à moins de deux parties sur 1 quintillion (2 × 10 ^-18 ). Les horloges développées au National Institute of Standards and Technology (NIST) reposent sur environ 10 000 atomes de terres rares refroidis à 10 microkelvin (10 millionièmes de degré au-dessus du zéro absolu ) et piégés dans un réseau optique, une série de puits en forme de crêpe. fait de lumière laser. Un autre laser qui "tick" 518 billions de fois par seconde provoque une transition entre deux niveaux d'énergie dans les atomes. Le grand nombre d'atomes est la clé de la grande stabilité des horloges.

Les ondes lumineuses visibles oscillent plus rapidement que les micro-ondes, et donc les horloges optiques peuvent être plus précises que les horloges atomiques au césium . La Physikalisch-Technische Bundesanstalt travaille sur plusieurs de ces horloges optiques. Le modèle avec un seul ion ytterbium capturé dans un piège à ions est très précis. L'horloge optique basée sur elle est exacte à 17 chiffres après la virgule. Une paire d'horloges atomiques expérimentales basées sur des atomes d'ytterbium du National Institute of Standards and Technology a établi un record de stabilité. Les physiciens du NIST ont rapporté dans le numéro du 22 août 2013 de Science Express que les ticks des horloges à ytterbium sont stables à moins de deux parties sur 1 quintillion (1 suivi de 18 zéros), environ 10 fois mieux que les meilleurs résultats publiés précédemment pour d'autres horloges atomiques. Les horloges seraient précises à la seconde près pendant une période comparable à l'âge de l'univers.

Dopage de l'acier inoxydable

L'ytterbium peut également être utilisé comme dopant pour aider à améliorer le raffinement du grain, la résistance et d'autres propriétés mécaniques de l' acier inoxydable . Certains alliages d' ytterbium ont rarement été utilisés en dentisterie .

L'ytterbium comme dopant des milieux actifs

L' ion Yb ³⁺ est utilisé comme matériau dopant dans les milieux laser actifs , en particulier dans les lasers à solide et les lasers à fibre à double gaine . Les lasers à l'ytterbium sont très efficaces, ont une longue durée de vie et peuvent générer des impulsions courtes ; L'ytterbium peut également être facilement incorporé dans le matériau utilisé pour fabriquer le laser. Les lasers à l'ytterbium rayonnent généralement dans la bande de 1,06 à 1,12 µm et sont pompés optiquement à une longueur d'onde de 900 nm à 1 µm, en fonction de l'hôte et de l'application. Le petit défaut quantique fait de l'ytterbium un dopant potentiel pour les lasers efficaces et la mise à l'échelle de la puissance .

La cinétique des excitations dans les matériaux dopés à l'ytterbium est simple et peut être décrite dans le concept de sections efficaces ; pour la plupart des matériaux laser dopés à l'ytterbium (comme pour de nombreux autres milieux à gain pompé optiquement), la relation de McCumber est valable, bien que l'application aux matériaux composites dopés à l'ytterbium soit en cours de discussion.

Habituellement, de faibles concentrations d'ytterbium sont utilisées. A des concentrations élevées, les matériaux dopés à l'ytterbium présentent un photo - assombrissement (fibres de verre) voire un passage à une émission large bande (cristaux et céramiques) au lieu d'une action laser efficace. Cet effet peut être lié non seulement à la surchauffe, mais aussi aux conditions de compensation de charge à des concentrations élevées d'ions ytterbium.

De nombreux progrès ont été réalisés dans les lasers et amplificateurs de mise à l'échelle de puissance produits avec des fibres optiques dopées à l'ytterbium (Yb). Les niveaux de puissance ont augmenté par rapport aux régimes de 1 kW en raison des progrès des composants ainsi que des fibres dopées Yb. La fabrication de fibres Low NA, Large Mode Area permet d'obtenir des qualités de faisceau presque parfaites (M2 < 1,1) à des niveaux de puissance de 1,5 kW à plus de 2 kW à ~ 1064 nm dans une configuration à large bande. Les fibres LMA dopées à l'ytterbium présentent également les avantages d'un plus grand diamètre de champ de mode, ce qui annule les impacts des effets non linéaires tels que la diffusion Brillouin stimulée et la diffusion Raman stimulée , qui limitent l'obtention de niveaux de puissance plus élevés et offrent un avantage distinct par rapport au mode unique. fibres dopées à l'ytterbium.

Afin d'atteindre des niveaux de puissance encore plus élevés dans les systèmes de fibres à base d'ytterbium. tous les facteurs de la fibre doivent être pris en compte. Ceux-ci ne peuvent être atteints que via l'optimisation de tous les paramètres de la fibre d'ytterbium, allant des pertes de fond du cœur aux propriétés géométriques, afin de réduire les pertes d'épissure dans la cavité. La mise à l'échelle de la puissance nécessite également l'optimisation des fibres passives correspondantes dans la cavité optique. L'optimisation du verre dopé à l'ytterbium lui-même grâce à la modification du verre hôte de divers dopants joue également un rôle important dans la réduction de la perte de fond du verre, l'amélioration de l'efficacité de la pente de la fibre et l'amélioration des performances de photo-assombrissement, qui contribuent tous à une puissance accrue. niveaux dans des systèmes de 1 µm.

Qubits ioniques pour l'informatique quantique

L'ion chargé ¹⁷¹ Yb ⁺ est utilisé dans les qubits d'ions piégés en informatique quantique . Des portes d' intrication , telles que la porte de Mølmer-Sørensen , ont été obtenues en adressant les ions avec des lasers à impulsions à mode verrouillé .

Autres

L'ytterbium métallique augmente sa résistivité électrique lorsqu'il est soumis à des contraintes élevées. Cette propriété est utilisée dans les jauges de contrainte pour surveiller les déformations du sol causées par les tremblements de terre et les explosions.

Actuellement, l'ytterbium est à l'étude en tant que remplacement possible du magnésium dans les charges utiles pyrotechniques à haute densité pour les fusées leurres infrarouges cinématiques . Comme l'oxyde d'ytterbium(III) a une émissivité significativement plus élevée dans l'infrarouge que l'oxyde de magnésium , une intensité de rayonnement plus élevée est obtenue avec des charges utiles à base d'ytterbium par rapport à celles généralement basées sur du magnésium/Teflon/Viton (MTV).

Précautions

Bien que l'ytterbium soit assez stable chimiquement, il est stocké dans des contenants hermétiques et dans une atmosphère inerte telle qu'une boîte sèche remplie d'azote pour le protéger de l'air et de l'humidité. Tous les composés de l'ytterbium sont considérés comme hautement toxiques , bien que des études semblent indiquer que le danger est minime. Cependant, les composés d'ytterbium provoquent une irritation de la peau et des yeux humains, et certains pourraient être tératogènes . La poussière d'ytterbium métallique peut s'enflammer spontanément et les fumées qui en résultent sont dangereuses. Les feux de ytterbium ne peut être éteint avec l' eau, et seule classe D chimiques secs extincteurs peuvent éteindre les incendies.

Les références

Lectures complémentaires

Guide des éléments - Édition révisée , Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1

Liens externes

C'est élémentaire – Ytterbium
"Ytterbium" . Encyclopædia Britannica (11e éd.). 1911.
Encyclopédie de géochimie - Ytterbium

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