НОВОСТИ / РОССИЯПо информации пресс-службы НИУ ВШЭ, это позволит создавать материалы с нужными свойствами при разработке новейших источников света, дисплеев и лазеров.
МОСКВА, 17 апреля. Химики из РФ разработали подход, позволяющий управлять цветом и яркостью свечения редкоземельных металлов при помощи подбора химического окружения для ионов этих элементов. Это позволит создавать люминесцентные материалы с заданными оптическими свойствами, рассказала пресс-служба НИУ ВШЭ.
«Раньше изменение цвета свечения уже наблюдали, но не понимали, как это работает. Сейчас при участии наших коллег-физиков нам удалось разобраться в механизме этого эффекта. Мы специально создавали соединения с нетипичным для лантанидов электронным строением. Не ограничиваясь одним примером, мы сделали серию соединений от церия до тербия, чтобы увидеть, как меняются свойства, и найти общие закономерности», — пояснил 1 из авторов открытия из НИУ ВШЭ Даниил Бардонов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают ученые, редкоземельные элементы, такие как лантан, церий и тербий, часто используются в микроэлектронике, светодиодах и люминесцентных материалах благодаря их способности излучать свет строго определенного цвета. Это зависит от того, как ведут себя их электроны при поглощении и высвобождении энергии и на каких орбиталях они расположены внутри атомов.
Исследователи из НИУ ВШЭ и Института нефтехимического синтеза РАН выяснили, что ионы этих элементов можно соединить с таким набором органических молекул-лигандов, которые позволяют гибким образом управлять тем, как именно электроны редкоземельных металлов поглощают энергию и вырабатывают люминесцентное свечение. Это окружение создает вокруг иона специфическое электростатическое поле, которое меняет энергию орбиталей и тем самым позволяет манипулировать спектром люминесценции.
«Чтобы понять, как это работает, сначала нужно разобраться в механизме передачи энергии. Обычно молекула-лиганд поглощает, например, ультрафиолетовый свет, переходит в возбужденное состояние и затем передает эту энергию атому металла, вызывая его свечение. Но в новых соединениях процесс пошел иначе: энергия передавалась не напрямую 4f-электронам, а через промежуточное 5d-состояние», — добавил начальник программы «Химия молекулярных систем и материалов» НИУ ВШЭ Дмитрий Ройтерштейн, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
В результате этого российским химикам удалось заставить ионы церия вырабатывать желтое, а не ультрафиолетовое свечение, а также создать люминесцентные соединения других редкоземельных металлов с несвойственным для этих элементов спектром свечения. В перспективе, такой подход позволит более эффективно и быстро проектировать материалы с нужными свойствами при разработке новейших источников света, дисплеев и лазеров, подытожили исследователи.