El óxido de erbio (III) es un compuesto inorgánico con la fórmula Er 2 O 3 . Es un sólido paramagnético de color rosa. Se utiliza en diversos materiales ópticos. [2]
El óxido de erbio (III) tiene una estructura cúbica que se asemeja al motivo de la bixbyita . Los centros de Er3 + son octaédricos. [2]
El óxido de erbio se produce quemando erbio metálico. [3] El óxido de erbio es insoluble en agua pero soluble en ácidos minerales. Er2O3 no absorbe fácilmente la humedad y el dióxido de carbono de la atmósfera. Puede reaccionar con ácidos para formar las sales de erbio(III) correspondientes. Por ejemplo, con ácido clorhídrico, el óxido sigue la siguiente reacción idealizada que conduce al cloruro de erbio :
En la práctica, estas reacciones ácido-base tan sencillas van acompañadas de hidratación:
Una propiedad interesante de los óxidos de erbio es su capacidad de convertir fotones en energías más altas. La conversión ascendente de fotones ocurre cuando la radiación infrarroja o visible, luz de baja energía, se convierte en radiación ultravioleta o violeta de mayor energía a través de transferencia múltiple o absorción de energía. [4] Las nanopartículas de óxido de erbio también poseen propiedades de fotoluminiscencia . Las nanopartículas de óxido de erbio se pueden formar aplicando ultrasonidos (20 kHz, 29 W·cm −2 ) en presencia de nanotubos de carbono de pared múltiple. Las nanopartículas de óxido de erbio que se han producido usando ultrasonidos son carboxióxido de erbio, óxido de erbio de geometría hexagonal y esférica. Cada óxido de erbio formado ultrasónicamente exhibe fotoluminiscencia en la región visible del espectro electromagnético bajo excitación de longitud de onda de 379 nm en agua. La fotoluminiscencia hexagonal del óxido de erbio es de larga duración y permite transiciones de mayor energía ( 4 S 3/2 – 4 I 15/2 ). El óxido de erbio esférico no experimenta transiciones energéticas 4 S 3/2 – 4 I 15/2 . [5]
Las aplicaciones del Er2O3 son variadas debido a sus propiedades eléctricas, ópticas y de fotoluminiscencia. Los materiales a escala nanométrica dopados con Er3 + son de mucho interés porque tienen propiedades ópticas y eléctricas especiales que dependen del tamaño de partícula. [ 6] Los materiales de nanopartículas dopados con óxido de erbio se pueden dispersar en vidrio o plástico para fines de visualización, como monitores de visualización. La espectroscopia de transiciones electrónicas de Er3 + en redes de cristales hospedantes [ aclaración necesaria ] [ palabras faltantes? ] 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 utiliza ampliamente en interferómetros que requieren láseres de alta potencia. [7] Estos interferómetros a menudo emplean amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) para mejorar la potencia de los rayos láser. [8] Los EDFA, que utilizan iones de erbio, proporcionan bajo ruido y alta ganancia, lo que los hace ideales para la transmisión de señales a larga distancia y mediciones de alta resolución en interferometría. [9]
El óxido de erbio es uno de los metales de tierras raras más importantes utilizados en biomedicina. [10] La propiedad de fotoluminiscencia de las nanopartículas de óxido de erbio en nanotubos de carbono las hace útiles en aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, las nanopartículas de óxido de erbio se pueden modificar en la superficie para su distribución en medios acuosos y no acuosos para la bioimagen . [6] Los óxidos de erbio también se utilizan como dieléctricos de compuerta en dispositivos semiconductores , ya que tienen una constante dieléctrica alta (10–14) y una gran brecha de banda . El erbio a veces se utiliza como colorante para vidrios , [1] y el óxido de erbio también se puede utilizar como veneno neutrónico combustible 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 . [11]