當(dāng)前位置: 首頁(yè) ? 資訊 ? 科普博覽 ? 科技博覽 ? 正文

科普 | 鐿:量子記憶存儲(chǔ)器的理想材料

發(fā)布日期:2023-03-07??來(lái)源:科普時(shí)報(bào)??作者:宋丹??瀏覽次數(shù):48
放大字體??縮小字體
核心提示:鐿,元素周期表第70號(hào)元素。來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)鐿是在瑞典小鎮(zhèn)伊特比發(fā)現(xiàn)的4種鑭系金屬元素之一。1842年莫桑德從釔土中分離出了鉺土和鋱土,啟發(fā)化學(xué)家們通過(guò)光譜分析法去發(fā)現(xiàn)新元素,然后再進(jìn)行分離。1878年,瑞士化學(xué)家德馬里尼亞克從鉺土中分離出一種新元素的氧化物,并將其命名為鐿。1899年,奧地利的兩位化學(xué)家提出一份光譜數(shù)據(jù),證明所發(fā)現(xiàn)的鐿并不是單一物質(zhì)

鐿,元素周期表第70號(hào)元素。

來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)

鐿是在瑞典小鎮(zhèn)伊特比發(fā)現(xiàn)的4種鑭系金屬元素之一。1842年莫桑德從釔土中分離出了鉺土和鋱土,啟發(fā)化學(xué)家們通過(guò)光譜分析法去發(fā)現(xiàn)新元素,然后再進(jìn)行分離。1878年,瑞士化學(xué)家德馬里尼亞克從鉺土中分離出一種新元素的氧化物,并將其命名為鐿。1899年,奧地利的兩位化學(xué)家提出一份光譜數(shù)據(jù),證明所發(fā)現(xiàn)的鐿并不是單一物質(zhì),直到1955年科學(xué)家才設(shè)法將鐿與其他鑭系金屬元素分開(kāi),得到純凈的金屬鐿。

金屬鐿,銀白色,很軟,有延展性,室溫下能被空氣和水緩慢氧化。與相鄰鑭系金屬不同的是,鐿的硬度、密度和熔點(diǎn)明顯比相鄰元素要低,這與鐿特殊的電子層排布且能形成面心立方晶體有關(guān)。鐿很有活性,在砂輪上摩擦產(chǎn)生的火花很小,粉末在空氣中燃燒能產(chǎn)生美麗的翠綠色火焰。

金屬鐿沒(méi)有順磁性和抗磁性,其導(dǎo)電性能隨壓強(qiáng)增加而呈現(xiàn)不同的性能。常溫常壓下,導(dǎo)電能力與其他鑭系金屬相近,16000個(gè)大氣壓下呈現(xiàn)半導(dǎo)體性質(zhì),40000個(gè)大氣壓時(shí)會(huì)比室溫時(shí)更容易導(dǎo)電。利用這個(gè)特性,人們將鐿制作成了應(yīng)力計(jì),用來(lái)檢驗(yàn)核試驗(yàn)中的沖擊波或地震波的強(qiáng)度。

近幾年來(lái),人們將鐿的化合物添加到光纖中,發(fā)現(xiàn)與鉺和銩一樣可大大提高光的放大效率,滿足高速大容量信息傳輸?shù)囊?。我?guó)研制出的高濃度鉺鐿共摻磷酸鹽光纖,具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、較寬的紅外透過(guò)性能,其性能比商用石英放大器高出兩個(gè)數(shù)量級(jí),實(shí)現(xiàn)功率放大和小信號(hào)放大,可用于光纖傳感器、自由空間激光通信和超短脈沖放大等領(lǐng)域。依托這種摻鐿元素制成的光纖放大材料,我國(guó)已建成世界上單信道容量最大、速率最快的光傳輸系統(tǒng),擁有世界上最寬的信息高速公路。

鐿優(yōu)異的光譜特性還被用作優(yōu)質(zhì)激光材料,既可以制作激光晶體,也可以制作激光玻璃和光纖激光器。

在摻鐿激光晶體方面,我國(guó)晶體中激光的快速、脈沖、連續(xù)、可調(diào)節(jié)輸出等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成果,已在國(guó)防、工業(yè)和科學(xué)工程中獲得實(shí)際應(yīng)用,而且摻鐿晶體產(chǎn)品還出口美國(guó)、日本等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

大量研究表明,激光鐿玻璃的許多性能將超過(guò)在神光1號(hào)和2號(hào)大功率激光裝置中的主要激光介質(zhì)——釹玻璃。在相同情況下,鐿玻璃的儲(chǔ)能效率比釹玻璃高16倍,熒光壽命是釹玻璃的3倍,同時(shí)還具有摻雜濃度高、吸收帶寬等優(yōu)點(diǎn),非常適合大功率激光器使用,與釹一起協(xié)同使用效果更好,已被應(yīng)用于精細(xì)焊接、切割和巖石鉆探等方面,或許未來(lái)還能制成強(qiáng)大的固態(tài)激光武器。

在量子領(lǐng)域,鐿被發(fā)現(xiàn)是未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)世界中記憶存儲(chǔ)最理想的元素,能通過(guò)儀器進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳播信號(hào)。物理學(xué)家預(yù)測(cè),未來(lái)可以通過(guò)以鐿為基礎(chǔ)的量子記憶存儲(chǔ)器,創(chuàng)建全球量子網(wǎng)絡(luò)。

(作者系湖北省武漢市第二十中學(xué)化學(xué)教師、武漢市科學(xué)家科普?qǐng)F(tuán)成員)

責(zé)任編輯:胡惠雯

?
?
[ 資訊搜索 ]? [ 加入收藏 ]? [ 打印本文 ]? [ 違規(guī)舉報(bào) ]? [ 關(guān)閉窗口 ]

免責(zé)聲明:
本網(wǎng)站部分內(nèi)容來(lái)源于合作媒體、企業(yè)機(jī)構(gòu)、網(wǎng)友提供和互聯(lián)網(wǎng)的公開(kāi)資料等,僅供參考。本網(wǎng)站對(duì)站內(nèi)所有資訊的內(nèi)容、觀點(diǎn)保持中立,不對(duì)內(nèi)容的準(zhǔn)確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。如果有侵權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們,我們將在收到通知后第一時(shí)間妥善處理該部分內(nèi)容。



?
?

?
推薦圖文
推薦資訊
點(diǎn)擊排行
最新資訊
友情鏈接 >> 更多