イットリウム（Y）：白色LEDと高機能セラミックス

イットリウムは、白色LEDの蛍光体やレーザー結晶、丈夫なセラミックスに使われます。光を出す元素を受け入れる結晶の土台としても、重要な役割を担います。

Y｜原子番号39｜イットリウム
第5周期の金属で、希土類元素に含まれます。化合物では主にY³⁺として存在します。

見てみよう：姿・色・三態の変化

銀白色の金属です。レーザー材料のYAGは、イットリウム・アルミニウム・酸素からなる結晶です。そこへ別の元素を少量入れると発光の役割を持たせられます。イットリウムは、光を出す主役を支える結晶の骨組みになります。

項目	状態・温度
20℃・約1気圧	固体
融点の目安	約1522℃
沸点の目安	約3345℃
三態の見取り図	融点より低温で固体、融点と沸点の間で液体、沸点より高温で気体（約1気圧・平衡状態の目安）

温度は純物質の代表値を読みやすく丸めています。約1気圧を基本とし、同素体・純度・圧力で値は変わります。融解や沸騰の境界では二つの相が共存します。

常温では六方最密構造です。YAGや酸化イットリウムの結晶は化合物であり、金属イットリウムの同素体ではありません。元素が何種類あるかを見ると、同素体と化合物を分けられます。

天然の安定同位体は⁸⁹Yです。人工的につくる⁹⁰Yは放射性で、医療に利用されます。結晶の骨組みをつくる用途と、原子核から出る放射線を使う用途が一つの元素に共存しています。

同位体は、陽子の数が同じで、中性子の数が異なる原子です。次はCIAAWの2024年版にある代表組成、または試料間で認められる範囲です。割合は質量ではなく原子の個数で表します。

同位体	代表的な割合・範囲（原子数％）
⁸⁹Y	100％

割合は近似値です。測定の不確かさは表では省略し、原資料に示されています。範囲の上下端は異なる試料の値で、上下端どうしを足して100％にするものではありません。100％の表記でも、特殊な環境や人工試料まで他核種が存在しないという意味ではありません。

1787年、スウェーデンのイッテルビーで得られた鉱物が研究者に渡り、1794年にガドリンが未知の成分を報告しました。後に金属の単離と成分の分離が進み、初期の酸化物に複数の希土類元素が含まれていたことが分かりました。よく似た元素を分離する歴史が、イットリウムの発見に続きます。

スウェーデンのイッテルビーで見つかった黒い鉱物は、いくつもの新元素の研究につながりました。イットリウム、テルビウム、エルビウム、イッテルビウム。名前を並べると、一つの地名の一部分がそれぞれに残っていることが分かります。

最初に得た「土」は、今でいう酸化物でした。当時、元素だと思っていた成分をさらに精製すると、違う性質の成分が分かれてきます。似た反応をする物質を何度も分け、光の線を比べ、少しずつ違いを見つける仕事が続きました。

周期表には国や都市、人の名前が刻まれています。地図でイッテルビーを探すと、採石場の一つの岩が、現代のレーザーや通信の材料へ続く長い旅を想像できます。

イットリウム・アルミニウム・ガーネットはYAGと呼ぶ結晶です。セリウムやネオジムなどを少量加えると、蛍光体やレーザー材料になります。イットリウム自体の発光だけで説明するのではなく、結晶の土台と添加元素の役割を組み合わせて理解します。

白色LEDでは、青い光の一部をYAG系などの蛍光体で別の色に変換して白色をつくります。酸化イットリウムはジルコニアの結晶構造を安定させる添加剤としても使われ、耐熱部品や電気化学デバイスの材料設計に関わります。

イットリウムはゼノタイムなどの希土類鉱物に含まれます。中国が分離・精製の重要拠点で、他の希土類元素と混じった原料から分離します。酸化物を得た後も、結晶成長や粉体の調製といった材料化の工程が必要です。

希土類資源では、採掘量だけでなく元素ごとの分離能力が供給を決めます。イットリウムの需要が増えても、同じ鉱石に含まれる他元素の需要とは一致しません。複数元素を回収して使い切る設計と、特定地域に集まる精製能力の分散が、材料産業にとっての課題です。

蛍光体やレーザーの性能は、添加元素と濃度、結晶品質に依存します。YAGという名称だけで同じ発光をするとは限りません。

資料確認：2026年10月。資源統計の対象年は各出典に記載しています。