Структурой люминесцентных комплексов научились управлять

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН научились управлять структурой кадмий- и цинк-содержащих соединений с люминесцентными свойствами. Эти комплексные вещества могут использоваться для синтеза более сложных фотолюминесцентных материалов для лазеров, экранов телевизоров и смартфонов, отмечается в сообщении Минобрнауки РФ. Результаты работы опубликованы в журнале Materials.

Интерес к цинк-лантанидным и кадмий-лантанидным координационным соединениям вызван их люминесцентными свойствами, так как благодаря «свечению» их можно применять в качестве материалов для лазеров, компонентов тонких люминесцентных пленок, оптических усилителей, сенсоров, экранов.

Люминесцентные свойства таких координационных соединений определяются сочетанием природы металлов и органического вещества, входящего в состав комплексов. Это работает как единый ансамбль: атомы кадмия или цинка и органическая составляющая обеспечивают эффективное поглощение излучения, которое затем при люминесценции испускается атомом какого-нибудь редкоземельного металла в виде яркого зеленого или красного потока.

Управление составом и строением фотоактивных веществ — непростая задача, для решения которой анализируются закономерности образования соединений определенной кристаллической структуры и способы влияния на нее.

В своей работе российские ученые разработали методику синтеза новых комплексов, где атомы кадмия или цинка сочетаются с атомами редкоземельных металлов в составе солей фторированной бензойной кислоты. Ученые обнаружили чувствительность этих соединений к условиям реакции и разработали способы управления их структурой при помощи изменения температуры.

«С помощью рентгено-структурных исследований мы обнаружили на примере пентафторбензоатов кадмия-лантанидов возможность управления строением комплекса посредством изменения температуры: при комнатной — выделялся координационный полимер, который распадался на отдельные молекулы в результате нагревания. При этом цинковый аналогичный комплекс имел молекулярное строение во всем исследуемом диапазоне температур, а совместное присутствие цинка и кадмия приводило к выделению молекулярного кадмиевого комплекса», — рассказала соавтор статьи, старший научный сотрудник Лаборатории координационных полиядерных соединений ИОНХ РАН Наталья Гоголева.

Таким температурным способом ученые продемонстрировали возможность «переключать» структуру координационных соединений и влиять на их свойства. Такие комплексы обладают интенсивной люминесценцией, и вместе с тем они магнетоактивны, поэтому могут использоваться в качестве фотолюминесцентных и магнитных материалов.

«Это позволяет рассматривать полученные вещества как перспективные для создания новых оптических материалов и устройств», — подчеркнула Гоголева.