Российские химики обнаружили способ управления структурой люминесцентных комплексов.
Специалисты из Института общей и неорганической химии им. Н.С.
Курнакова РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН
исследовали превращения кадмий- и цинксодержащих соединений.
Вещества перспективны и могут быть использованы
как исходные компоненты для синтеза более сложных
фотолюминесцентных материалов. В результате ученые
научились управлять их структурой.
Работа опубликована в высокорейтинговом
журнале Materials.
Цинк-лантанидные и
кадмий-лантанидные координационные соединения, благодаря
люминесцентным свойствам могут использоваться для
создания лазеров, компонентов тонких люминесцентных пленок,
оптических усилителей, сенсоров, излучающих слоев
электролюминесцентных устройств. Речь идет, например, об
экранах телевизоров, смартфонов и других приборов. Именно
поэтому и обусловлен интерес к таким соединениям.
Управлять составом и строением фотоактивных веществ -
непросто. Для этого
нужно проанализировать закономерности образования
соединений определенной кристалической структуры и способы
влияния на нее.
Природа металлов и исходных органических соединений
определяет полезные с практической точки зрения свойства
координационных соединений. Эти металлы и
исходные органические соединения входят в состав
получаемого материала и работают как единый ансамбль.
Благодаря атомам кадмия или цинка и
органической составляющей происходит эффективное
поглощение излучения. Затем оно при люминесценции
испускается редкоземельным атомом в виде потока яркого зеленого,
красного или иных цветов.
Химики из Института общей и неорганической химии им. Н.С.
Курнакова РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН
создали новые методики синтеза комплексов. Механизм работает
так: атомы кадмия или цинка сочетаются с атомами
редкоземельных металлов в составе солей фторированной бензойной
кислоты. Эти вещества обладают интенсивной люминесценцией,
магнетоактивны и могут использоваться в качестве
фотолюминесцентных и магнитных материалов или сенсоров.
Оказалось, что кадмиевые соединения
чувствительны к условиям реакции. К такому выводу пришли
специалисты и разработали способы управления их структурой
«извне».
«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. Оказалось, что таким простым способом возможно
«переключать» структуру кадмийсодержащих соединений и влиять на
их свойства, что в сочетании с достаточно эффективной
люминесценцией позволяет рассматривать полученные вещества как
перспективные для создания новых оптических материалов и
устройств», — прокомментировала работу соавтор статьи,
старший научный сотрудник Лаборатории координационных полиядерных
соединений ИОНХ РАН, кандидат химических наук Наталья
Гоголева.
