Forskare beskriver strukturen hos en potentiell luminesce substans

Simulated Reality (Maj 2019).

Anonim

En fysiker från Siberian Federal University (SFU) och Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) har beskrivit strukturen och egenskaperna hos en ny substans som erhållits av hans kinesiska kollegor. Dessa är skiktade kristaller av sällsynta jordartsmetallhydroxider Ln 2 (OH) 4 SO 4 (Ln =Eu-Lu, Y) som kan vara miljövänliga källor till fosforer (ämnen som omvandlar olika energier till ljusutsläpp) för paneler, skärmar och andra elektroniska apparater. Upptäckten rapporterades av Chemistry: A European Journal.

Som vanligt hände upptäckten av en slump. Kinesiska forskare syntetiserade ett nytt pulverämne blanda sällsynta jordartsmetallitrater med ammoniaksulfater och hydrater. Föreningen innehöll sällsynta jordartsmetaller och hade därför lysande egenskaper. Men dess spektrum var unikt och inkonsekvent med något förväntat resultat. Forskare blev förvånade över att lära sig att dess röntgenmönster inte var jämförbart med någon annan från deras databas. Därför hade substansen inte enbart ny sammansättning, utan hörde till en helt ny klass av föreningar.

Först och främst måste forskarna karakterisera substansens kristallstruktur för att bestämma de atomer det består av och deras placering i förhållande till varandra.

"Det som var svårt med det är att vi inte kunde få substansen i form av en monokristall, så det var inte möjligt att använda vanliga röntgenmetoder med enkel kristall. Det är en mycket komplicerad uppgift att bestämma strukturen från pulver som kräver stor erfarenhet och kunskap ", säger Maksim Molokeev, medförfattare av arbetet, kandidat för fysisk och matematisk vetenskap, seniorforskare vid Kirensky Institute of Physics och en senior handledare vid SFU.

Det var den uppgift som kinesiska forskare bad Maksim Molokeev att lösa. Han lyckades framgångsrikt avkoda pulverets röntgenmönster. Det visade sig att det nya materialet bestod av SO 42 - tetraeder och joner av sällsynta jordartsmetaller omgivna av syreatomer i form av ett trehårigt trigonal prisma. SO 42- tetrahedra stördes i flera positioner, dvs dessa strukturella element förändrade ständigt sin orientering i rymden och tiden (vilket gör tolkningen av strukturen ännu svårare).

Efter det att strukturen av denna skiktade förening bestämdes bekräftade den sin unika natur. Ämnet var verkligen en del av en ny tidigare okänd klass. Dessutom upptäckte forskarna att föreningen hade mycket sällsynta och värdefulla egenskaper. När den upphettas till 800 ° C indunstas vattnet, vilket ger industriellt användbar fosfor lämplig för skärmar. Traditionella produktionsmetoder är "smutsiga" och orsakar utsläpp av toxiska biprodukter. Det nya ämnet uppnår de önskade resultaten på ett miljövänligt sätt.

I framtiden kommer nya iso-strukturella föreningar (dvs. föreningarna i vilka joner ersätts med olika utan betydande strukturförändringar) sannolikt att läggas till denna klass av ämnen. Dessa nya föreningar kan användas vid tillverkning av katalysatorer, mikroelektronik. UV-skydd och andra potentiella vetenskapliga och tekniska områden.

menu
menu