이트륨...고체 레이저의 주성분으로 각광받고 있다
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이트륨...고체 레이저의 주성분으로 각광받고 있다
  • 서산시대
  • 승인 2021.05.17 23:26
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특별기고
이트륨의 다받상태 전자배치 모형
이트륨의 바닥상태 전자배치 모형

1787년 스톡홀롬의 이테르비(Ytterby)라는 작은 마을에서 새로운 광물이 발견되었다. 그리고 1794년 핀란드의 화학자 가돌린(Johan Gadolin)이 이를 연구하면서 미지의 원소를 발견했다.

처음에는 가돌린의 이름을 따서 가돌리나이트라고 불렀으나, 마을의 이름을 딴 이테르바이트로 바뀌었다. 바로 이 광석에서 이트륨을 포함한 여덟 가지의 희토류 원소가 발견되었다.

휴대전화 뒷면에 있는 플래시를 자세히 보면 조그만 노란색 부품이 보이는데, 이것은 인광물질이다. 투명한 노란색 인광물질과 그 아래에 있는 청색 LED의 빛이 합쳐져 우리 눈에는 백색으로 보이는 원리이다.

1994년 드디어 각고의 노력 끝에 나카무라 슈지를 포함한 세 명의 일본인 과학자가 질화갈륨을 이용해 청색 LED를 만들었고, 이 업적으로 지난 2014년 노벨물리학상을 받았다. 이렇게 백색을 내기위해 LED칩 위에 올린 인광무기물이 세륨-이트륨 알루미늄 가넷(YAG:Ce)’이라는 물질이다.

☞YAG LASER
☞YAG LASER

YAG LASER

레이저 기술이 발달하면서, 고체 레이저의 주성분으로 각광받고 있는 것이 이트륨이다. 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 가넷(Garnett)의 머리글자를 딴 YAG 결정(Y3Al5O12)에 다양한 희유원소를 첨가하면 강력한 고체 레이저가 만들어진다. 출력이 강하고 효율이 좋아 각종 산업이나 레이저 치료 등 다방면에 쓰인다.

☞PHOSPHOR
☞PHOSPHOR

PHOSPHOR

청색 LED와 노란색 인광물질이 합쳐서 우리 눈이 보기 좋은 백색광을 만든다. 요즘 많은 IT기기 디스플레이에 청색 LED가 쓰인다. LED는 개발도상국의 불안정한 전력 공급 상황에서도 작동하고, 적은 전력으로도 자외선 살균이 가능하여서 오염된 물로 인한 질병으로부터 빈곤 국가의 사람들을 해방시킬 수 있다.

Y

39

원자가전자 : 3

원자량 : 88.90585g/mol

전자배열 : [Kr]4d15s2

yttrium

이트륨

전이금속

 
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수

 


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