മാന്ത്രിക അപൂർവ ഭൂമി മൂലകം: ടെർബിയം

ടെർബിയംഭാരമുള്ള വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നുഅപൂർവ ഭൂമി നിക്ഷേപങ്ങൾഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ 1.1 പിപിഎം മാത്രം കുറഞ്ഞ അളവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ടെർബിയം ഓക്സൈഡ്, മൊത്തം അപൂർവ ഭൂമിയുടെ 0.01% ൽ താഴെയാണ്. ഉയർന്ന യട്രിയം അയോൺ തരം ഹെവി അപൂർവ ഭൂമി അയിരിൽ പോലും, ടെർബിയത്തിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഉള്ളടക്കമുള്ള ടെർബിയത്തിന്റെ അളവ് മൊത്തം അപൂർവ ഭൂമിയുടെ 1.1-1.2% മാത്രമേ ഉള്ളൂ, ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഇത് അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ "ഉന്നത" വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു എന്നാണ്. 1843-ൽ ടെർബിയം കണ്ടെത്തിയതിനുശേഷം 100 വർഷത്തിലേറെയായി, അതിന്റെ ദൗർലഭ്യവും മൂല്യവും അതിന്റെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തെ വളരെക്കാലമായി തടഞ്ഞു. കഴിഞ്ഞ 30 വർഷത്തിനുള്ളിൽ മാത്രമാണ് ടെർബിയം അതിന്റെ അതുല്യമായ കഴിവ് പ്രകടിപ്പിച്ചത്.

ചരിത്രം കണ്ടെത്തുന്നു

സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ കാൾ ഗുസ്താഫ് മൊസാണ്ടർ 1843-ൽ ടെർബിയം കണ്ടെത്തി. അദ്ദേഹം അതിന്റെ മാലിന്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയത്യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡ്ഒപ്പംവൈ2ഒ3സ്വീഡനിലെ യിറ്റർബി ഗ്രാമത്തിന്റെ പേരിലാണ് യിട്രിയം അറിയപ്പെടുന്നത്. അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവത്തിന് മുമ്പ്, ടെർബിയം അതിന്റെ ശുദ്ധമായ രൂപത്തിൽ വേർതിരിച്ചെടുത്തിരുന്നില്ല.

മൊസാന്‍റ് ആദ്യം യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡിനെ മൂന്ന് ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിച്ചു, എല്ലാം അയിരുകളുടെ പേരിലാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്: യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡ്,എർബിയം(III) ഓക്സൈഡ്, ടെർബിയം ഓക്സൈഡ്. ഇപ്പോൾ എർബിയം എന്നറിയപ്പെടുന്ന മൂലകം കാരണം ടെർബിയം ഓക്സൈഡ് ആദ്യം പിങ്ക് നിറത്തിലുള്ള ഒരു ഭാഗം കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചത്. "എർബിയം(III) ഓക്സൈഡ്" (ഇപ്പോൾ നമ്മൾ ടെർബിയം എന്ന് വിളിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടെ) ലായനിയിലെ നിറമില്ലാത്ത ഭാഗമായിരുന്നു. ഈ മൂലകത്തിന്റെ ലയിക്കാത്ത ഓക്സൈഡ് തവിട്ടുനിറമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

പിന്നീട് തൊഴിലാളികൾക്ക് നിറമില്ലാത്ത ചെറിയ "എർബിയം(III) ഓക്സൈഡ്" നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല, പക്ഷേ ലയിക്കുന്ന പിങ്ക് ഭാഗം അവഗണിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. എർബിയം(III) ഓക്സൈഡിന്റെ നിലനിൽപ്പിനെക്കുറിച്ചുള്ള തർക്കങ്ങൾ ആവർത്തിച്ച് ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. കുഴപ്പത്തിൽ, യഥാർത്ഥ പേര് മാറ്റിമറിക്കുകയും പേരുകളുടെ കൈമാറ്റം തടസ്സപ്പെടുകയും ചെയ്തു, അതിനാൽ പിങ്ക് ഭാഗം ഒടുവിൽ എർബിയം അടങ്ങിയ ഒരു ലായനിയായി പരാമർശിക്കപ്പെട്ടു (ലായനിയിൽ, അത് പിങ്ക് ആയിരുന്നു). സോഡിയം ബൈസൾഫേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ പൊട്ടാസ്യം സൾഫേറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്ന തൊഴിലാളികൾസീറിയം(IV) ഓക്സൈഡ്യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരികയും അബദ്ധവശാൽ ടെർബിയത്തെ സീരിയം അടങ്ങിയ ഒരു അവശിഷ്ടമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇപ്പോൾ "ടെർബിയം" എന്നറിയപ്പെടുന്ന യഥാർത്ഥ യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡിന്റെ ഏകദേശം 1% മാത്രമേ യിട്രിയം(III) ഓക്സൈഡിലേക്ക് മഞ്ഞകലർന്ന നിറം നൽകാൻ പര്യാപ്തമായൂ. അതിനാൽ, തുടക്കത്തിൽ ടെർബിയം അതിൽ അടങ്ങിയിരുന്ന ഒരു ദ്വിതീയ ഘടകമാണ്, കൂടാതെ അതിന്റെ തൊട്ടടുത്ത അയൽക്കാരായ ഗാഡോലിനിയം, ഡിസ്പ്രോസിയം എന്നിവയാൽ ഇത് നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

പിന്നീട്, ഓക്സൈഡിന്റെ അനുപാതം കണക്കിലെടുക്കാതെ, മറ്റ് അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ ഈ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുമ്പോഴെല്ലാം, ടെർബിയത്തിന്റെ പേര് നിലനിർത്തി, ഒടുവിൽ ശുദ്ധമായ രൂപത്തിൽ ടെർബിയത്തിന്റെ തവിട്ട് ഓക്സൈഡ് ലഭിച്ചു. പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിലെ ഗവേഷകർ തിളക്കമുള്ള മഞ്ഞ അല്ലെങ്കിൽ പച്ച നോഡ്യൂളുകൾ (III) നിരീക്ഷിക്കാൻ അൾട്രാവയലറ്റ് ഫ്ലൂറസെൻസ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചില്ല, ഇത് ഖര മിശ്രിതങ്ങളിലോ ലായനികളിലോ ടെർബിയത്തെ തിരിച്ചറിയുന്നത് എളുപ്പമാക്കി.
ഇലക്ട്രോൺ കോൺഫിഗറേഷൻ

ഇലക്ട്രോൺ കോൺഫിഗറേഷൻ:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9

ടെർബിയത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ കോൺഫിഗറേഷൻ [Xe] 6s24f9 ആണ്. സാധാരണയായി, ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് വളരെ വലുതാകുന്നതിനുമുമ്പ് മൂന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ മാത്രമേ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയൂ, തുടർന്ന് കൂടുതൽ അയോണീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നാൽ ടെർബിയത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, സെമി-ഫിൽഡ് ടെർബിയം നാലാമത്തെ ഇലക്ട്രോണിനെ ഫ്ലൂറിൻ വാതകം പോലുള്ള വളരെ ശക്തമായ ഓക്സിഡന്റുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ കൂടുതൽ അയോണീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ടെർബിയം ലോഹം

വെള്ളി നിറത്തിലുള്ള ഒരു അപൂർവ എർത്ത് ലോഹമാണ് ടെർബിയം, ഇത് കത്തി ഉപയോഗിച്ച് മുറിക്കാൻ കഴിയും, ഡക്റ്റിലിറ്റി, കാഠിന്യം, മൃദുത്വം എന്നിവയാൽ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ദ്രവണാങ്കം 1360 ℃, തിളനില 3123 ℃, സാന്ദ്രത 8229 4kg/m3. ആദ്യകാല ലാന്തനൈഡുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് വായുവിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്. ലാന്തനൈഡിന്റെ ഒമ്പതാമത്തെ മൂലകമെന്ന നിലയിൽ, ശക്തമായ വൈദ്യുതിയുള്ള ഒരു ലോഹമാണ് ടെർബിയം. ഇത് വെള്ളവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

പ്രകൃതിയിൽ, ടെർബിയം ഒരു സ്വതന്ത്ര മൂലകമാണെന്ന് ഒരിക്കലും കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല, ഇതിന്റെ ഒരു ചെറിയ അളവ് ഫോസ്ഫോസീറിയം, തോറിയം മണൽ, ഗാഡോലിനൈറ്റ് എന്നിവയിൽ കാണപ്പെടുന്നു. മോണസൈറ്റ് മണലിൽ മറ്റ് അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങളുമായി ടെർബിയം സഹവർത്തിക്കുന്നു, സാധാരണയായി 0.03% ടെർബിയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മറ്റ് സ്രോതസ്സുകൾ സെനോടൈം, ബ്ലാക്ക് റെയർ ഗോൾഡ് അയിരുകൾ എന്നിവയാണ്, ഇവ രണ്ടും ഓക്സൈഡുകളുടെ മിശ്രിതങ്ങളാണ്, 1% വരെ ടെർബിയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

അപേക്ഷ

ടെർബിയത്തിന്റെ പ്രയോഗത്തിൽ പ്രധാനമായും ഹൈടെക് മേഖലകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതും അറിവിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതുമായ മുൻനിര പ്രോജക്ടുകൾ, അതുപോലെ തന്നെ ആകർഷകമായ വികസന സാധ്യതകളുള്ള ഗണ്യമായ സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങളുള്ള പ്രോജക്ടുകൾ എന്നിവയാണ്.

പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷൻ മേഖലകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

(1) മിശ്രിത അപൂർവ എർത്ത് രൂപത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇത് കൃഷിക്ക് ഒരു അപൂർവ എർത്ത് സംയുക്ത വളമായും തീറ്റ അഡിറ്റീവായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

(2) മൂന്ന് പ്രൈമറി ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടികളിൽ പച്ചപ്പൊടിക്കുള്ള ആക്റ്റിവേറ്റർ. ആധുനിക ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് വസ്തുക്കൾക്ക് മൂന്ന് അടിസ്ഥാന നിറങ്ങളായ ഫോസ്ഫറുകളുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്, അതായത് ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല, ഇവ വിവിധ നിറങ്ങൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പല പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടികളിലും ടെർബിയം ഒരു ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഘടകമാണ്.

(3) മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്റ്റോറേജ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിസ്കുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ അമോർഫസ് ലോഹ ടെർബിയം സംക്രമണ ലോഹ അലോയ് നേർത്ത ഫിലിമുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.

(4) മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസ് നിർമ്മാണം. ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ റൊട്ടേറ്ററുകൾ, ഐസൊലേറ്ററുകൾ, സർക്കുലേറ്ററുകൾ എന്നിവ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന വസ്തുവാണ് ടെർബിയം അടങ്ങിയ ഫാരഡെ റൊട്ടേറ്ററി ഗ്ലാസ്.

(5) ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഫെറോമാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് അലോയ് (ടെർഫെനോൾ) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതും വികസിപ്പിച്ചതും ടെർബിയത്തിന് പുതിയ ഉപയോഗങ്ങൾ തുറന്നിട്ടു.

കൃഷിക്കും മൃഗസംരക്ഷണത്തിനും

അപൂർവ എർത്ത് ടെർബിയം വിളകളുടെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രത പരിധിക്കുള്ളിൽ പ്രകാശസംശ്ലേഷണ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. ടെർബിയം കോംപ്ലക്സുകൾക്ക് ഉയർന്ന ജൈവിക പ്രവർത്തനമുണ്ട്. ടെർബിയത്തിന്റെ ടെർനറി കോംപ്ലക്സുകളായ Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, സ്റ്റാഫൈലോകോക്കസ് ഓറിയസ്, ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ്, എസ്ഷെറിച്ചിയ കോളി എന്നിവയിൽ നല്ല ആൻറി ബാക്ടീരിയൽ, ബാക്ടീരിയ നശിപ്പിക്കുന്ന ഫലങ്ങൾ നൽകുന്നു. അവയ്ക്ക് വിശാലമായ ആൻറി ബാക്ടീരിയൽ സ്പെക്ട്രമുണ്ട്. അത്തരം കോംപ്ലക്സുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം ആധുനിക ബാക്ടീരിയ നശിപ്പിക്കുന്ന മരുന്നുകൾക്ക് ഒരു പുതിയ ഗവേഷണ ദിശ നൽകുന്നു.

പ്രകാശപ്രകാശ മേഖലയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു

ആധുനിക ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് വസ്തുക്കൾക്ക് മൂന്ന് അടിസ്ഥാന നിറങ്ങളായ ഫോസ്ഫറുകളുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്, അതായത് ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല, ഇവ വിവിധ നിറങ്ങൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പല പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടികളിലും ടെർബിയം ഒരു ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഘടകമാണ്. അപൂർവ എർത്ത് കളർ ടിവി റെഡ് ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടിയുടെ ജനനം യിട്രിയം, യൂറോപ്പിയം എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതയെ ഉത്തേജിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, വിളക്കുകളിൽ അപൂർവ എർത്ത് ത്രീ പ്രൈമറി കളർ പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടി ടെർബിയത്തിന്റെ പ്രയോഗവും വികസനവും പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. 1980 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, ഫിലിപ്സ് ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ കോം‌പാക്റ്റ് ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ ഫ്ലൂറസെന്റ് വിളക്ക് കണ്ടുപിടിച്ചു, അത് ആഗോളതലത്തിൽ വേഗത്തിൽ പ്രചരിപ്പിച്ചു. Tb3+ അയോണുകൾക്ക് 545nm തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പച്ച വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ മിക്കവാറും എല്ലാ അപൂർവ എർത്ത് പച്ച ഫോസ്ഫറുകളും ടെർബിയത്തെ ഒരു ആക്റ്റിവേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കളർ ടിവി കാഥോഡ് റേ ട്യൂബിനുള്ള (CRT) പച്ച ഫോസ്ഫർ എല്ലായ്പ്പോഴും സിങ്ക് സൾഫൈഡിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ഇത് വിലകുറഞ്ഞതും കാര്യക്ഷമവുമാണ്, എന്നാൽ Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+, LaOBr ∶ Tb3+ എന്നിവയുൾപ്പെടെ പ്രൊജക്ഷൻ കളർ ടിവിക്ക് പച്ച ഫോസ്ഫറായി ടെർബിയം പൊടി എല്ലായ്പ്പോഴും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. വലിയ സ്‌ക്രീൻ ഹൈ-ഡെഫനിഷൻ ടെലിവിഷന്റെ (HDTV) വികസനത്തോടെ, CRT-കൾക്കായുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടികളും വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന വൈദ്യുത സാന്ദ്രതയിൽ മികച്ച പ്രകാശക്ഷമതയുള്ള Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, Y2SiO5: Tb3+ എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു ഹൈബ്രിഡ് പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടി വിദേശത്ത് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

പരമ്പരാഗത എക്സ്-റേ ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടി കാൽസ്യം ടങ്സ്റ്റേറ്റ് ആണ്. 1970 കളിലും 1980 കളിലും, തീവ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന സ്‌ക്രീനുകൾക്കായി അപൂർവ എർത്ത് ഫോസ്ഫറുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, ഉദാഹരണത്തിന് ടെർബിയം ആക്റ്റിവേറ്റഡ് സൾഫർ ലാന്തനം ഓക്സൈഡ്, ടെർബിയം ആക്റ്റിവേറ്റഡ് ബ്രോമിൻ ലാന്തനം ഓക്സൈഡ് (പച്ച സ്‌ക്രീനുകൾക്കായി), ടെർബിയം ആക്റ്റിവേറ്റഡ് സൾഫർ യിട്രിയം (III) ഓക്സൈഡ്, മുതലായവ. കാൽസ്യം ടങ്സ്റ്റേറ്റുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അപൂർവ എർത്ത് ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടി രോഗികൾക്ക് എക്സ്-റേ വികിരണ സമയം 80% കുറയ്ക്കുകയും എക്സ്-റേ ഫിലിമുകളുടെ റെസല്യൂഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും എക്സ്-റേ ട്യൂബുകളുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. മെഡിക്കൽ എക്സ്-റേ എൻഹാൻസ്‌മെന്റ് സ്‌ക്രീനുകൾക്കുള്ള ഫ്ലൂറസെന്റ് പൗഡർ ആക്റ്റിവേറ്ററായും ടെർബിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് എക്സ്-റേ എൻഹാൻസ്‌മെന്റ് സ്‌ക്രീനുകൾക്കുള്ള ഫ്ലൂറസെന്റ് പൗഡർ ആക്റ്റിവേറ്ററായും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് എക്സ്-റേ എൻഹാൻസ്‌മെന്റ് സ്‌ക്രീനുകൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇമേജുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും എക്സ്-റേ ഫിലിമുകളുടെ വ്യക്തത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും മനുഷ്യ ശരീരത്തിലേക്കുള്ള എക്സ്-റേകളുടെ എക്സ്പോഷർ ഡോസ് (50% ൽ കൂടുതൽ) കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.

പുതിയ സെമികണ്ടക്ടർ ലൈറ്റിംഗിനായി നീല വെളിച്ചത്താൽ ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന വെളുത്ത എൽഇഡി ഫോസ്ഫറിൽ ഒരു ആക്റ്റിവേറ്ററായും ടെർബിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു. നീല വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകൾ ഉത്തേജക പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിച്ച് ടെർബിയം അലുമിനിയം മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഫോസ്ഫറുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഫ്ലൂറസെൻസ് ഉത്തേജക പ്രകാശവുമായി കലർത്തി ശുദ്ധമായ വെളുത്ത വെളിച്ചം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ടെർബിയം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഇലക്ട്രോലുമിനെസെന്റ് വസ്തുക്കളിൽ പ്രധാനമായും സിങ്ക് സൾഫൈഡ് പച്ച ഫോസ്ഫർ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതിൽ ടെർബിയം ആക്റ്റിവേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന് കീഴിൽ, ടെർബിയത്തിന്റെ ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് ശക്തമായ പച്ച ഫ്ലൂറസെൻസ് പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ നേർത്ത ഫിലിം ഇലക്ട്രോലുമിനെസെന്റ് വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിക്കാം. അപൂർവ എർത്ത് ഓർഗാനിക് കോംപ്ലക്സ് ഇലക്ട്രോലുമിനെസെന്റ് നേർത്ത ഫിലിമുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ കാര്യമായ പുരോഗതി ഉണ്ടായിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, പ്രായോഗികതയിൽ നിന്ന് ഇപ്പോഴും ഒരു നിശ്ചിത വിടവ് ഉണ്ട്, കൂടാതെ അപൂർവ എർത്ത് ഓർഗാനിക് കോംപ്ലക്സ് ഇലക്ട്രോലുമിനെസെന്റ് നേർത്ത ഫിലിമുകളെയും ഉപകരണങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും ആഴത്തിലാണ്.

ഫ്ലൂറസെൻസ് പ്രോബുകളായി ടെർബിയത്തിന്റെ ഫ്ലൂറസെൻസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഫ്ലൂറസെൻസ് സ്പെക്ട്രവും ആഗിരണം സ്പെക്ട്രവും വഴി ഓഫ്ലോക്സാസിൻ ടെർബിയം (Tb3+) സമുച്ചയവും DNA (DNA) യും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പഠിക്കാൻ ഓഫ്ലോക്സാസിൻ ടെർബിയം (Tb3+) ഫ്ലൂറസെൻസ് പ്രോബ് ഉപയോഗിച്ചു, ഇത് ഓഫ്ലോക്സാസിൻ Tb3+ പ്രോബിന് ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകളുമായി ഒരു ഗ്രൂവ് ബൈൻഡിംഗ് ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയുമെന്നും, ഡിഎൻഎയ്ക്ക് ഓഫ്ലോക്സാസിൻ Tb3+ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഫ്ലൂറസെൻസ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ മാറ്റത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഡിഎൻഎ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും.

മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ വസ്തുക്കൾക്ക്

മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഫാരഡെ ഇഫക്റ്റ് ഉള്ള വസ്തുക്കൾ ലേസറുകളിലും മറ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലുകളിൽ രണ്ട് സാധാരണ തരം ഉണ്ട്: മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലുകൾ, മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസ്. അവയിൽ, മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലുകൾക്ക് (യിട്രിയം ഇരുമ്പ് ഗാർനെറ്റ്, ടെർബിയം ഗാലിയം ഗാർനെറ്റ് പോലുള്ളവ) ക്രമീകരിക്കാവുന്ന പ്രവർത്തന ആവൃത്തിയുടെയും ഉയർന്ന താപ സ്ഥിരതയുടെയും ഗുണങ്ങളുണ്ട്, പക്ഷേ അവ ചെലവേറിയതും നിർമ്മിക്കാൻ പ്രയാസകരവുമാണ്. കൂടാതെ, ഉയർന്ന ഫാരഡെ റൊട്ടേഷൻ ആംഗിൾ ഉള്ള പല മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലുകൾക്കും ഷോർട്ട് വേവ് ശ്രേണിയിൽ ഉയർന്ന ആഗിരണം ഉണ്ട്, ഇത് അവയുടെ ഉപയോഗം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസിന് ഉയർന്ന ട്രാൻസ്മിറ്റൻസിന്റെ ഗുണമുണ്ട്, കൂടാതെ വലിയ ബ്ലോക്കുകളോ നാരുകളോ ആക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. നിലവിൽ, ഉയർന്ന ഫാരഡെ ഇഫക്റ്റ് ഉള്ള മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസുകൾ പ്രധാനമായും അപൂർവ എർത്ത് അയോൺ ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഗ്ലാസുകളാണ്.

മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്റ്റോറേജ് മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, മൾട്ടിമീഡിയയുടെയും ഓഫീസ് ഓട്ടോമേഷന്റെയും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തോടെ, പുതിയ ഉയർന്ന ശേഷിയുള്ള മാഗ്നറ്റിക് ഡിസ്കുകൾക്കുള്ള ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള മാഗ്നറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിസ്കുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ അമോർഫസ് മെറ്റൽ ടെർബിയം ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ അലോയ് ഫിലിമുകൾ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. അവയിൽ, TbFeCo അലോയ് നേർത്ത ഫിലിമാണ് മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവയ്ക്കുന്നത്. ടെർബിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മാഗ്നറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ വസ്തുക്കൾ വലിയ തോതിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അവയിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച മാഗ്നറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിസ്കുകൾ കമ്പ്യൂട്ടർ സംഭരണ ​​ഘടകങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, സംഭരണ ​​ശേഷി 10-15 മടങ്ങ് വർദ്ധിച്ചു. വലിയ ശേഷിയുടെയും വേഗത്തിലുള്ള ആക്സസ് വേഗതയുടെയും ഗുണങ്ങൾ അവയ്ക്കുണ്ട്, കൂടാതെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിസ്കുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പതിനായിരക്കണക്കിന് തവണ തുടച്ചുമാറ്റാനും പൂശാനും കഴിയും. ഇലക്ട്രോണിക് ഇൻഫർമേഷൻ സ്റ്റോറേജ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട വസ്തുക്കളാണ് അവ. ദൃശ്യവും നിയർ-ഇൻഫ്രാറെഡ് ബാൻഡുകളും ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മാഗ്നറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയൽ ടെർബിയം ഗാലിയം ഗാർനെറ്റ് (TGG) സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ആണ്, ഇത് ഫാരഡെ റൊട്ടേറ്ററുകളും ഐസൊലേറ്ററുകളും നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച മാഗ്നറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലാണ്.

മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസിനായി

ഫാരഡെ മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസിന് ദൃശ്യ, ഇൻഫ്രാറെഡ് മേഖലകളിൽ നല്ല സുതാര്യതയും ഐസോട്രോപ്പിയും ഉണ്ട്, കൂടാതെ വിവിധ സങ്കീർണ്ണ രൂപങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്താനും കഴിയും. വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളിലേക്ക് ആകർഷിക്കാനും കഴിയും. അതിനാൽ, മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഐസൊലേറ്ററുകൾ, മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്ററുകൾ, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് കറന്റ് സെൻസറുകൾ തുടങ്ങിയ മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഇതിന് വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകളുണ്ട്. ദൃശ്യ, ഇൻഫ്രാറെഡ് ശ്രേണിയിലെ വലിയ കാന്തിക നിമിഷവും ചെറിയ ആഗിരണം ഗുണകവും കാരണം, മാഗ്നെറ്റോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസുകളിൽ Tb3+ അയോണുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അപൂർവ ഭൂമി അയോണുകളായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഫെറോമാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് അലോയ്

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ, ലോക ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിപ്ലവത്തിന്റെ ആഴമേറിയതോടെ, പുതിയ അപൂർവ ഭൂമി പ്രയോഗ വസ്തുക്കൾ അതിവേഗം ഉയർന്നുവരുന്നു. 1984-ൽ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ അയോവ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റ് ഓഫ് എനർജിയുടെ അമേസ് ലബോറട്ടറി, യുഎസ് നേവി സർഫസ് വെപ്പൺസ് റിസർച്ച് സെന്റർ (പിന്നീട് സ്ഥാപിതമായ അമേരിക്കൻ എഡ്ജ് ടെക്നോളജി കമ്പനിയുടെ (ET REMA) പ്രധാന ഉദ്യോഗസ്ഥർ കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നാണ് വന്നത്) എന്നിവ സംയുക്തമായി ഒരു പുതിയ അപൂർവ ഭൂമി സ്മാർട്ട് മെറ്റീരിയൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അതായത് ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ. വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ വേഗത്തിൽ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള മികച്ച സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഈ പുതിയ സ്മാർട്ട് മെറ്റീരിയലിനുണ്ട്. ഈ ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച അണ്ടർവാട്ടർ, ഇലക്ട്രോ-അക്കോസ്റ്റിക് ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറുകൾ നാവിക ഉപകരണങ്ങൾ, എണ്ണക്കിണർ കണ്ടെത്തൽ സ്പീക്കറുകൾ, ശബ്ദ, വൈബ്രേഷൻ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ, സമുദ്ര പര്യവേക്ഷണം, ഭൂഗർഭ ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വിജയകരമായി ക്രമീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിനാൽ, ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ പിറന്നയുടനെ, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള വ്യാവസായിക രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇതിന് വ്യാപകമായ ശ്രദ്ധ ലഭിച്ചു. യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ എഡ്ജ് ടെക്നോളജീസ് 1989-ൽ ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങി, അവയ്ക്ക് ടെർഫെനോൾ ഡി എന്ന് പേരിട്ടു. തുടർന്ന്, സ്വീഡൻ, ജപ്പാൻ, റഷ്യ, യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡം, ഓസ്ട്രേലിയ എന്നിവയും ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ഈ മെറ്റീരിയലിന്റെ വികസനത്തിന്റെ ചരിത്രത്തിൽ നിന്ന്, മെറ്റീരിയലിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തവും അതിന്റെ ആദ്യകാല കുത്തക പ്രയോഗങ്ങളും സൈനിക വ്യവസായവുമായി (നാവികസേന പോലുള്ളവ) നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ചൈനയുടെ സൈനിക, പ്രതിരോധ വകുപ്പുകൾ ഈ മെറ്റീരിയലിനെക്കുറിച്ചുള്ള അവരുടെ ധാരണ ക്രമേണ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നുണ്ടെങ്കിലും. എന്നിരുന്നാലും, ചൈനയുടെ സമഗ്ര ദേശീയ ശക്തി ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചതിനുശേഷം, 21-ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ സൈനിക മത്സര തന്ത്രം സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനും ഉപകരണങ്ങളുടെ നിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമുള്ള ആവശ്യകതകൾ തീർച്ചയായും വളരെ അടിയന്തിരമായിരിക്കും. അതിനാൽ, സൈനിക, ദേശീയ പ്രതിരോധ വകുപ്പുകൾ ടെർബിയം ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് ഭീമൻ മാഗ്നെറ്റോസ്ട്രിക്റ്റീവ് വസ്തുക്കളുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം ഒരു ചരിത്രപരമായ ആവശ്യകതയായിരിക്കും.

ചുരുക്കത്തിൽ, ടെർബിയത്തിന്റെ നിരവധി മികച്ച ഗുണങ്ങൾ അതിനെ നിരവധി പ്രവർത്തന വസ്തുക്കളുടെ ഒരു ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത അംഗമാക്കി മാറ്റുകയും ചില പ്രയോഗ മേഖലകളിൽ പകരം വയ്ക്കാനാവാത്ത സ്ഥാനമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ടെർബിയത്തിന്റെ ഉയർന്ന വില കാരണം, ഉൽ‌പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ടെർബിയത്തിന്റെ ഉപയോഗം എങ്ങനെ ഒഴിവാക്കാമെന്നും കുറയ്ക്കാമെന്നും ആളുകൾ പഠിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, അപൂർവ ഭൂമിയിലെ മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ വസ്തുക്കൾ കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള ഡിസ്പ്രോസിയം ഇരുമ്പ് കൊബാൾട്ട് അല്ലെങ്കിൽ ഗാഡോലിനിയം ടെർബിയം കൊബാൾട്ട് എന്നിവയും പരമാവധി ഉപയോഗിക്കണം; ഉപയോഗിക്കേണ്ട പച്ച ഫ്ലൂറസെന്റ് പൊടിയിൽ ടെർബിയത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുക. ടെർബിയത്തിന്റെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘടകമായി വില മാറിയിരിക്കുന്നു. എന്നാൽ പല പ്രവർത്തന വസ്തുക്കൾക്കും ഇത് കൂടാതെ ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ "ബ്ലേഡിൽ നല്ല സ്റ്റീൽ ഉപയോഗിക്കുക" എന്ന തത്വം നാം പാലിക്കുകയും ടെർബിയത്തിന്റെ ഉപയോഗം പരമാവധി ലാഭിക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയും വേണം.