El óxido de erbio (III) es el compuesto inorgánico de fórmula Er 2 O 3 . Es un sólido paramagnético de color rosa. Encuentra usos en diversos materiales ópticos. [2]
El óxido de erbio (III) tiene una estructura cúbica que se asemeja al motivo bixbyita . Los centros de Er 3+ son octaédricos. [2]
La formación de óxido de erbio se logra quemando erbio metálico. [3] El óxido de erbio es insoluble en agua y soluble en ácidos minerales. Er 2 O 3 no absorbe fácilmente la humedad y el dióxido de carbono de la atmósfera. Puede reaccionar con ácidos para formar las correspondientes sales de erbio (III). Por ejemplo, con ácido clorhídrico, el óxido sigue la siguiente reacción idealizada que conduce a cloruro de erbio :
En la práctica, reacciones ácido-base tan simples van acompañadas de hidratación:
Una propiedad interesante de los óxidos de erbio es su capacidad para convertir fotones. La conversión ascendente de fotones tiene lugar cuando la radiación infrarroja o visible, luz de baja energía, se convierte en radiación ultravioleta o violeta, luz de mayor energía mediante transferencia o absorción múltiple de energía. [4] Las nanopartículas de óxido de erbio también poseen propiedades de fotoluminiscencia . Las nanopartículas de óxido de erbio se pueden formar aplicando ultrasonido (20 kHz, 29 W·cm −2 ) en presencia de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Las nanopartículas de óxido de erbio que se han fabricado con éxito mediante ultrasonidos son el carboxióxido de erbio y el óxido de erbio de geometría hexagonal y esférica. Cada óxido de erbio formado ultrasónicamente es fotoluminiscente en la región visible del espectro electromagnético bajo excitación de 379 nm en agua. La fotoluminiscencia de óxido de erbio hexagonal tiene una larga duración y permite transiciones de energía más altas ( 4 S 3/2 - 4 I 15/2 ). El óxido de erbio esférico no experimenta transiciones de energía 4 S 3/2 - 4 I 15/2 . [5]
Las aplicaciones del Er 2 O 3 son variadas debido a sus propiedades eléctricas, ópticas y de fotoluminiscencia. Los materiales a nanoescala dopados con Er 3+ son de gran interés porque tienen propiedades ópticas y eléctricas especiales que dependen del tamaño de las partículas. [6] Los materiales de nanopartículas dopadas con óxido de erbio se pueden dispersar en vidrio o plástico para fines de visualización, como monitores de visualización. La espectroscopia de las transiciones electrónicas Er 3+ en redes cristalinas de nanopartículas combinadas con geometrías formadas ultrasónicamente en solución acuosa de nanotubos de carbono es de gran interés para la síntesis de nanopartículas de fotoluminiscencia en la química "verde". [5] El óxido de erbio se encuentra entre los metales de tierras raras más importantes utilizados en biomedicina. [7] La propiedad de fotoluminiscencia de las nanopartículas de óxido de erbio sobre nanotubos de carbono las hace útiles en aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, las nanopartículas de óxido de erbio se pueden modificar en la superficie para distribuirlas en medios acuosos y no acuosos para la obtención de bioimágenes. [6] Los óxidos de erbio también se utilizan como dieléctricos de puerta en dispositivos semiconductores, ya que tienen una constante dieléctrica alta (10-14) y una banda prohibida grande. El erbio se utiliza a veces como colorante para vidrios [1] y el óxido de erbio también se puede utilizar como veneno de neutrones quemable para combustible nuclear .
El óxido de erbio (III) impuro fue aislado por Carl Gustaf Mosander en 1843 y obtenido por primera vez en forma pura en 1905 por Georges Urbain y Charles James . [8]