Созданы люминофоры на основе европия и тербия с регулируемой яркостью

Яркость свечения новых соединений может вырасти в четыре раза при уменьшении содержания воды. Учёные планируют сделать на их основе плёночный датчик, который будет менять свечение в зависимости от влажности.

Химики Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (ИНХ СО РАН) синтезировали люминесцентные комплексы на основе редкоземельных металлов европия и тербия. Статья о работе опубликована в журнале Inorganic Chemistry. Лантаноиды известны яркой и узкополосной люминесценцией: они дают красный и зелёный цвета в электронных устройствах и применяются в лазерах и медицинской визуализации.

Ключевую роль играет содержание воды. Исследователи получили две фазы одного состава с разной структурой. В комплексе, который светит лучше, к иону металла присоединена одна молекула воды; если таких молекул две, яркость заметно падает. Причина в колебаниях связи O-H, которые забирают энергию, способную уйти на свечение. Переходы обратимы: безводный растворитель заменяет воду нитратом, а растворитель с примерно 5 % воды возвращает её на место, не разрушая кристалл. Опыты в этиловом и изопропиловом спирте дали одинаковые результаты. В чистой воде соединения разлагаются.

По словам инженера ИНХ СО РАН Даниила Алексеевича Ушакова, созданный люминофор может быть эффективнее и специфичнее для некоторых чувствительных датчиков. Сегодняшний этап разработки уже позволяет применять материал на практике. В планах учёных — модельный плёночный детектор, который будет менять яркость в зависимости от влажности. Такой датчик может пригодиться для контроля следов воды в топливе и сухом воздухе.

Старший научный сотрудник ИНХ СО РАН Павел Андреевич Демаков отмечает, что европий и тербий светят узкими полосами. Это полезно для систем выявления подделок, например меток для банкнот, печатей, пропусков и произведений искусства. Смесь зелёного и красного люминофоров даёт жёлтый свет с несколькими узкими полосами.

РАН