Созданы новые материалы для преобразования невидимого излучения в видимый свет

Химики из МГУ имени М.В. Ломоносова синтезировали новые комплексные соединения редкоземельных элементов и определили их строение в кристаллическом состоянии. Исследование было опубликовано в Journal of Fluorine Chemistry.

В настоящее время многие функциональные материалы производятся из комплекса металлов. Так, материалы для электроники, оптики, нанотехнологий и сверхпроводников изготавливают из карбоксилатов редкоземельных металлов, которые, в свою очередь, получают из оксидов редкоземельных металлов. Оксиды редкоземельных элементов, к которым относятся 17 металлов серебристо-белого цвета, практически не растворяются в воде и встречаются в природе довольно редко.

Наиболее перспективным способом получения пленок и наночастиц из редкоземельных металлов является осаждение из раствора металлоорганических прекурсоров (веществ, участвующих в реакции, благодаря которым образуется целевое вещество). Этот метод называется MOCSD (Metal Organic Chemical Solution Deposition) и позволяет получать тонкие пленки функциональных материалов для электроники, оптики, сверхпроводимости проще и дешевле, чем при использовании дорогих физических методов нанесения. Металлоорганические прекурсоры при осаждении из раствора распадаются при относительно низких температурах (300–600 °C), и это приводит к удалению органических компонентов и образованию аморфных или нанокристаллических пленок. В ходе работы ученые создали гладкие аморфные оксиды с помощью моноэтаноламина и диэтилентриамина — органических маслянистых жидкостей, которые хорошо смешиваются с водой. Соединения были синтезированы в токе инертного газа с использованием вакуумной аппаратуры и проанализированы с помощью элементного анализа, термогравиметрии, инфракрасной и спектроскопии ядерного магнитного резонанса, порошковой и монокристальной рентгеновской дифракции. Также было проведено теоретическое моделирование, часть которого была выполнена на суперкомпьютерах МГУ.

Полученные в рамках работы результаты позволят применить метод MOCSD к новым оптическим материалам. Предложенный в работе способ нанесения тонкопленочного тетрафторида натрия-иттрия (NaYF₄) может стать основой для нового способа получения этого люминесцентного материала. Кроме того, одна из форм этого вещества используется для апконверсии — преобразования невидимой части солнечного излучения в видимый свет с последующим поглощением его солнечными батареями.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.