稀土為電子產品增添色彩和光芒

在一些沿海地區,由於生物發光的浮游生物在海浪中顛簸,夜晚的大海偶爾會發出藍綠色的光芒。稀土金屬在受到刺激時也會放射出光芒,其為電子產品增添色彩和光芒。de Bettencourt-Dias說,訣竅是搔動它們的f電子。

使用像鐳射或燈這樣的能量源,科學家和工程師可以將稀土的一個f電子震盪到激發狀態,然後讓它回到昏睡狀態,或其基態。她說:“當鑭系元素回到基態時,它們會發出光。”

對高科技設備的需求增長圖片

de Bettencourt-Dias說:“每種稀土在被激發時都會可靠地發出精確的光波長。這種可靠的精度使工程師能夠在許多電子產品中仔細調整電磁輻射。例如,鋱的發光波長約為545納米,這使得它適合在電視、電腦和智慧手機螢幕中構建綠色螢光粉。銪有兩種常見的形式,被用來構建紅色和藍色螢光粉。總之,這些螢光粉可以在螢幕上繪製出彩虹的大部分色調。”

稀土也能輻射出有用的不可見光。釔是釔鋁石榴石或YAG的關鍵成分,YAG是一種合成晶體,構成許多高功率雷射器的核心。工程師通過在YAG晶體中加入另一種稀土來調整這些雷射器的波長。最受歡迎的品種是摻釹的YAG雷射器,它被用於從切割鋼鐵到去除紋身到鐳射測距的各種用途。鉺-YAG雷射光束是微創手術的一個好選擇,因為它們很容易被肉體中的水吸收,因此不會切得太深。

2012年和2016年全球稀土需求預測的對比圖片

除了鐳射,鑭對於製造夜視鏡中的紅外吸收玻璃至關重要。芝加哥大學的分子工程師Tian Zhong說:“而鉺驅動著我們的互聯網。我們的大部分數位資訊以波長約為1,550納米的光的形式通過光纖傳播--與鉺發射的波長相同。光纖電纜中的信號在遠離其源頭的時候會變暗。因為這些電纜可以在海底延伸數千公里,所以鉺被添加到纖維中以增強信號。”

參考來源:https://www.sciencenews.org/article/rare-earth-elements-properties-technology

 

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