Российские учёные нашли способ заставить редкоземельные металлы светиться

Учёные НИУ ВШЭ и ИНХС РАН разработали технологию, которая позволяет управлять яркостью и цветом свечения редкоземельных металлов Учёные из НИУ ВШЭ и Института химической физики РАН нашли способ менять цвет и яркость свечения редкоземельных элементов. Обычно цвет их люминесценции считается фиксированным, например, церий светится в ультрафиолетовом диапазоне. Однако исследователи показали, что, меняя химическое окружение, можно заставить ион церия излучать жёлтый свет. Эти открытия могут пригодиться для создания новых источников света, дисплеев и лазеров. Редкоземельные элементы часто применяются в электронике и светотехнике из-за способности светиться строго определённым цветом. Свечение происходит, когда электрон получает энергию и прыгает на более высокий уровень, а потом возвращается назад, отдавая излишек в виде света. Обычно этот процесс связан с электронами на 4f-орбиталях, которые расположены глубоко внутри атома и почти не реагируют на внешние изменения. А вот 5d-орбитали чувствительны к окружению, но обычно не участвуют в свете из-за слишком высокой энергии. Учёные создали специальные комплексы с цериевым, празеодимовым и тербиевым ионами, окружая их органическими молекулами — лигандами. Они изменяли геометрию и создавали электростатическое поле, которое меняет энергию 5d-орбиталей и меняет цвет свечения. В экспериментах церий в новых комплексах начал светиться красным, а не ультрафиолетовым. Исследователи объяснили, что в новых соединениях энергия передаётся не напрямую 4f-электронам, а через 5d-орбитали. По словам учёных, понимание таких процессов поможет проектировать материалы с нужными свойствами быстрее и точнее, что важно для разработки световых технологий.