Химики улучшили синтез лазерных материалов
Исследователи кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ предложили новый способ синтеза порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов.
Ученые кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ Елена Сальникова, Олег Андреев и Юрий Денисенко предложили новый способ синтеза порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов. Описание оптических свойств синтезированных соединений выполнили коллеги из Санкт-Петербургского государственного университета, Института физики имени Л. В. Киренского и Лаппеенрантского технологического университета (Финляндия). Работа опубликована в Journal of Solid State Chemistry.
Пристальному вниманию со стороны исследователей данные соединения обязаны оптическим свойствам. Твердые растворы оксисульфидов редкоземельных элементов обладают люминесцентными свойствами, а потому нередко рассматриваются в качестве потенциальных лазерных материалов. Практическое применение оксисульфидов редкоземельных элементов ограничивается трудностями, связанными с их синтезом. Классические методы синтеза весьма трудоемкие, а полученные соединения не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к лазерным материалам.
Ключевая особенность предложенного метода синтеза – использование оксидов редкоземельных элементов в качестве прекурсора. Для получения требуемого соединения авторы готовят водный раствор нитратов, который содержит все необходимые компоненты, а затем, путем соосаждения, переводят в твердый раствор сульфатов редкоземельных элементов. После химической гомогенизации, в ходе которой в реакционную смесь вводят ионы лантаноидов – церия, европия, диспрозия и эрбия, полученные соединения восстанавливают в атмосфере водорода и сульфидируют в атмосфере H2S.
Кристаллическая структура оксисульфида лантана (La2O2S) / ©Пресс-служба ТюмГУ
Авторы сообщают, что кристаллическая структура синтезированных соединений имеет тригональную симметрию. Локальное микроокружение лантана и иттрия представлено многогранником с семью вершинами, четыре из которых занимают атомы кислорода, и еще три – атомы серы. Один атом иттрия или лантана в кристаллической решетке находится в неэквивалентном положении.
Стоит сказать, что люминесценция, или эмиссия света, для каждого соединения уникальна. Длина волны излучения, требуемого для возникновения люминесценции (длина волны возбуждения), может варьировать в весьма широких пределах. Ровно как длина волны эмиссии, которая определяет цвет люминесценции. Так, доминирующая длина волны эмиссии для активированных европием оксисульфида иттрия и оксисульфида лантана будет равна 545 и 623 нанонметра соответственно. Цвет люминесценции в первом случае будет зеленым, а во втором – оранжевым.
Однако, люминесцирующие свойства зависят не только от иона-активатора, но и от структуры оксисульфида. Исследователи выявили различия в геометрии центра люминесценции в молекулах оксисульфидов иттрия и лантана, активированных европием. Авторы отмечают, что предложенный метод синтеза оксисульфидов может быть использован в производстве оптических материалов, поскольку отличается технологичностью, воспроизводимостью и способностью производить несколько десятков граммов продукта одновременно.
«В данный момент планируется публикация двух статей. Одна является продолжением нынешнего исследования, а вторая, совместно с сотрудниками Республики Бенин, будет посвящена использованию порошковых люминофоров в качестве биомаркеров злокачественных новообразований», – пояснила доцент кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ Елена Сальникова.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно