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최초의 희토류 원자번호 39번 이트륨(Yttrium)

공놀공놀 2022. 3. 27. 00:27
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▲이트륨(Yttrium)은 무엇인가?

 

▲원자번호 39번 이트륨(Yttrium)

 

 이트륨(Yttrium)은 '희귀한 흙'이라는 별명을 지닌 희토류 원소 중 최초로 발견되었습니다. 희토류란 광물 형태로는 희귀한 원소롤 뜻하여 '희토류'라는 이름을 붙이게 되었습니다. 하지만, 프로메튬을 제외하면 그외 희토류 원소들은 지구의 지각에 상대적으로 풍부하게 분포되어 있습니다. 이트륨(Yttrium)은 무르고 은백색 광택과 높은 결정성을 가지는 금속으로 3족 전이 금속에 속해 있으며, 대부분 강한 산에는 잘 녹으나 알칼리에는 녹지 않는 특징이 있습니다. 

▲ 이트륨(Yttrium)의 원자 구조

 

 이트륨(Yttrium)은 지각에서의 존재비가 약 31ppm(0.0031%)으로, 대략 28번째로 풍부한 원소입니다. 거의 모든 희토류 광석에 들어있는데, 모나자이트(monazite)와 희토류광(bastnasite)이 대표적 광섭입니다. 흙에는 10~150ppm 들어 있습니다. 주기율표에서는 스칸듐(Sc), 란타넘(La), 루테튬(Lu), 악티늄(Ac)과 함계 3족(3B족)에 속하는데, 이들 원소의 원자는 비활성 기체의 전자를 추가로 갖습니다. 전이 금속으로 전성과 연성은 서의 없으며 고운 가루 상태에서는 쉽게 반응하고 높은 온도에서는 불이 붙을 수 있는 특징이 있습니다.

 

▲ 이트륨(Yttrium)의 용도는 무엇인가?

 

▲반도체에 사용되는 이트륨(Yttrium) 출처 :  pixbay

 

 반도체/디스플레이 산업에서 경쟁력 제고를 위해 선폭의 미세화, 고집적화 등을 지속적으로 진행하고 있으며, 이를 구현하기 위해 박막증착 기술(CVD 등), 식각(에칭)기술 등 제조공정장비의 기술 향상과 함께 공정장비에 사용되는 소재의 뒷받침이 반드시 필요합니다. 내플라즈마성이 우수한 재료로 현재 반도체/디스플레이 공정장비용 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산불화이트륨(YOF) 순으로 소재가 발전하고
있으나, 현재는 고순도 산화이트륨이 가장 많이 사용되고 있습니다. 반도체/디스플레이 식각장비 코팅 및 장비내 구조세라믹스의 핵심소재로 사용되는 산화이트륨소재는 출발 원료에서 소결체 및 코팅까지 분말 상태로 처리되는 경우가 대부분이므로 원료 분말의 특성이 매우 중요합니다. 즉, 산화이트륨 분말을 평가, 제어한다는 것이 최종 제품의 품질을 제어한다고 까지 말할 수 있습니다.

 

▲이트륨(Yttrium)의 특징표

 

발견자 스웨덴의 칼 악셀 아레니우스(Karl Axel Arrhenius)
발견 연도 1787년
어원 Ytterby(이트르비, 스웨덴 마을 이름)
특징 무른 은백색 금속이며 맨 처음 발견된 희토류 원소이다.
사용 분야 합금, 컬러 텔레비젼 음극관의 적색 인광체, 고체 레이저 등
원자량 88.91 g/mol
밀도 4.47 g/cm3
녹는점 1,526 °C
끓는점 3,338 °C
상온에서 상태 고체

 

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