Синтез и исследование электронной структуры и оптических свойств ряда перспективных люминесцирующих материалов на основе комплексных соединений бора, лантаноидов и s2-ионов

Комплексные соединения бора, лантаноидов и s2-ионов с органическими лигандами находят все более широкое применение в различных областях науки и техники (рентгенолюминесцентные экраны, светотрансформирующие материалы, люминесцентные источники света, фотохимические сенсоры). В указанных комплексах возбуждение люминесценции в видимой и ближней ИК-области в значительной степени зависит от лигандов и может изменяться на 2-3 порядка в зависимости от эффективности передачи энергии возбуждения с лигандов на металл. Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен предлагаемый проект, заключается в исследовании зависимости относительного квантового выхода люминесценции от электронной структуры комплексов в основном и возбужденных состояниях. Успешное решение данной проблемы открывает перспективы практического применения полученных результатов - создание новых оптических материалов с нужными физико-химическими, в т. ч. оптическими свойствами. В данном проекте будет применен комплексный научно-методический подход, заключающийся в сочетании традиционных экспериментальных методов исследования (спектры поглощения, возбуждения люминесценции, спектры люминесценции) с квантовохимическим моделированием возбужденных электронных состояний (TDDFT, MCSCF, CASSCF), с одной стороны, а также исследование электронной структуры комплексов в основном состоянии методами фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС, УФЭС) и квантовой химии (DFT), с другой стороны. Такой подход позволит установить закономерности, вытекающие из зависимости квантового выхода люминесценции от электронной структуры комплексов в основных и возбужденных состояниях. Выявленные фундаментальные закономерности станут основой для направленного синтеза новых комплексных соединений с органическими лигандами, обеспечивающими эффективный перенос энергии на металл, т. е. имеющими более высокий квантовый выход. Объектами исследований в данном проекте выбраны ряды комплексов бора, лантаноидов (Nd, Yb, Eu, Tb, La, Lu) и s2-ионов с непредельными карбоновыми кислотами; бета-дикетонами, их азотосодержащими аналогами, содержащими ароматические заместители, и аддуктами с нейтральными лигандами (фенантролин, трифенилфосфиноксид, дипиридил, дифенилгуанидин).