Получение и исследование оптических свойств наночастиц допированных слоистых сульфидов лантаноидов ALnS2 (A = K, Rb, Cs; Ln= La, Gd)

Данный проект посвящен проблеме создания новых функциональных оптических наноматериалов на основе сульфидов лантаноидов. Наноструктурирование – один из современных путей улучшения и/или модифицирования оптических свойств материалов. Материалы на основе лантаноидов находят широкое применение как люминофоры, сцинтилляторы, материалы для генерации и усиления лазерного излучения и медицинских технологий. Наиболее изученные наночастицы (НЧ) лантаноидов – это кислород- или галоген-содержащие соединения, в то время как примеров НЧ халькогенидов практически нет. Недавние публикации показывают, что слоистые сульфиды лантаноидов состава ALnS2 (A = K, Rb, Cs; Ln=La, Gd, Lu), допированные оптически активными ионами Tb, Eu, Tm и др. являются перспективными фото- и радиолюминофорами. Интерес к данным сульфидам лантаноидов обусловлен еще и тем, что они, в отличие от оксидов, обладают прозрачностью в ИК-диапазоне, что позволит получать более эффективные ап-конвертеры – люминофоры, преобразующие ИК-излучение в видимый свет. Однако все имеющиеся на данный момент данные по этому классу соединений ограничены только знаниями об объемных образцах. Необходимо отметить, что получение наноструктур со связью Ln-S представляет собой сложную препаративную задачу из-за высокой оксофильности Ln3+. В рамках данного проекта предлагается использовать метод жидкофазной эксфолиации, заключающийся в обработке ультразвуком исходно объемных образцов, помещенных в органический растворитель, для получения наночастиц допированных сульфидов лантаноидов ALnS2, обладающих люминесценцией. Использование такого подхода позволит четко контролировать состав наночастиц за счет использования методик получения исходных объемных образцов строго заданного состава. В ходе выполнения данного проекта будут разработаны методики получения и изучены оптические свойства наночастиц на основе допированных слоистых сульфидов лантаноидов ALnS2. Таким образом, будет получена информация о связи строения (в том числе морфологии и размера частиц), состава и свойств получаемых НЧ, и будут определены наиболее перспективные пути улучшения оптических свойств НЧ на основе слоистых сульфидов лантаноидов. Решение задачи проекта лежит на пересечении нескольких областей современного материаловедения – твердофазный синтез для получения исходных соединений ALnS2, получение наночастиц методом жидкофазной эксфолиации, формирование на их основе пленок, исследование оптических свойств и связи этих свойств со строением и составом получаемых наночастиц.