Выявление особенностей формирования и свойств стекол и стеклокерамик в смешанных системах на основе оксифторниобатов и ди- и трифторидов, в том числе редкоземельных элементов. Поиск новых стекломатериалов, перспективных для фотоники и электрохимических устройств.

Проект направлен на решение одной из фундаментальных проблем материаловедения, связанной с поиском путей целенаправленного создания функциональных материалов нового поколения для нанофотоники и химической энергетики путем использования стекол и полученных на их основе наностеклокерамик. Развитие современных технологий невозможно без создания широкого спектра новых прозрачных материалов таких как стекла и прозрачные стеклокерамики, состав кристаллических фаз в которых может аккумулировать люминесцентные, электрофизические, магнитные и другие свойства, управлять которыми невозможно в кристалле, но возможно в стекле или стеклокерамике. Нанокристаллы в стекломатрице могут обеспечивать новые, отличные от объёмных образцов, свойства: возрастание ионной проводимости, изменения фононного спектра, люминесцентных и др. характеристик. Исследования по целенаправленному поиску новых стекломатериалов, обладающих широким диапазоном пропускания излучения и имеющих необходимые для практических целей оптические и технологические характеристики, актуальны на настоящий момент и будут востребованы еще в течение долгого времени. Оксифторидные стекла - класс активно исследуемых стекломатериалов, сочетающих в себе ценные свойства оксидных и фторидных стекол. Это выдвигает оксифторидные стекла и стеклокерамикина их основе в число перспективных материалов и определяет актуальность исследований по поиску путей их получения. В качестве объектов исследования выбраны оксифторниобатные стекла. Имеющийся большой задел авторов проекта в области изучения стекол различных составов, позволил полагать, что оксифторниобатные системы будут удобной базой для введения в стекломатрицу фторидов с высокой поляризуемостью катионов и допирования ионами РЗЭ. В проекте планируется синтез и изучение стекол в системах: NbO2F-BaF2-InF3-ErF3, MnNbOF5-BaF2-InF3-MF3 (M - РЗЭ), MnNbOF5-BaF2-BiF3, МnNbOF5-BaF2-SbF3, МnNbOF5-BaF2-FeF3, ZnNbOF5-BaF2-InF3-MF3 (M - РЗЭ), CdNbOF5-BaF2-InF3-MF3 (M - РЗЭ). Варьирование составов стекол в широких пределах и их изучение позволит получить информацию о роли компонентов InF3, BiF3, SbF3, FeF3, MF3 (M - РЗЭ) и эффектов катиона (Mn2+, Zn2+, Cd2+) в формировании оксифторниобатного стекла, процесса прохождения кристаллизации, о возможности получения стекол с закристаллизованными фазами, фазами заданного состава, фазами наноразмера, понять природу выявленных функциональных свойств полученных стекломатериалов. На основании полученной информации для оксифторниобатных систем предполагается выработать рекомендации для целенаправленного поиска новых функциональных стекломатериалов, перспективных для фотоники и электроэнергетики. Целенаправленные системные исследования по поиску и созданию новых стекломатериалов, имеющих необходимые для практических целей оптические и технологические характеристики - основная задача проекта. В ходе выполнения работ будут созданы не только новые материалы, но получены новые знания о стеклообразовании в смешанных системах и особенностях характера формирования свойств в таких стекломатериалах. К новизне проекта можно отнести и отработку методик синтеза стекол, содержащих компоненты, обеспечивающие люминесцентные и электрофизические свойства. Синтез стекол будет проводиться специалистами авторского коллектива по методикам, разработанным ими ранее или в ходе выполнения проекта. Предпосылками для выполнения проекта является многолетний опыт коллектива в области синтеза и исследования фторидных и оксифторидных стекол различных составов. Участники проекта имеют опыт работы по изучению термических свойств и кристаллизации стекол, электрофизических, люминесцентных, магнитных свойств. Коллектив, в основном, обеспечен необходимым оборудованием для измерений методами калориметрии, РФА, ЯМР, ИК и КР спектроскопии, SAXS, люминесценции, микроскопии. Планируется приобретение за счет гранта отдельных блоков, необходимых для имеющегося оборудования, и ряда реактивов для синтеза материалов.