Forskere beskriver strukturen af ​​et potentielt luminescerende stof

En fysiker fra Siberian Federal University (SFU) og Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) har beskrevet strukturen og egenskaberne af et nyt stof opnået af hans kinesiske kolleger. Disse er lagdelte krystaller af sjældne jordarters metalhydroxider Ln ₂ (ÅH) ₄ SÅ ₄ (Ln=Eu-Lu, Y) som kan være miljøvenlige kilder til fosfor (stoffer, der omdanner forskellige energier til lysemission) til paneler, skærme og andre elektroniske enheder. Opdagelsen blev rapporteret af Kemi:Et europæisk tidsskrift .

Som sædvanligt, opdagelsen skete ved et tilfælde. Kinesiske forskere syntetiserede et nyt pulverstof, der blandede sjældne jordarters metalnitrater med ammoniaksulfater og -hydrater. Forbindelsen indeholdt sjældne jordarters grundstoffer, og havde derfor selvlysende egenskaber. Imidlertid, dens spektrum var unikt og ikke i overensstemmelse med ethvert forventet resultat. Forskere var overraskede over at erfare, at dets røntgenmønster ikke var sammenligneligt med noget andet fra deres database. Derfor, stoffet havde ikke kun ny sammensætning, men tilhørte en helt ny klasse af forbindelser.

Først og fremmest, forskerne skulle karakterisere stoffets krystalstruktur for at bestemme de atomer, det består af, og deres placering i forhold til hinanden.

"Det, der var svært ved det, er, at vi ikke var i stand til at få stoffet i form af en monokrystal, så standard enkrystal røntgenmetoder kunne ikke bruges. At bestemme struktur ud fra pulver er en meget kompliceret opgave, der kræver stor erfaring og viden, " sagde Maksim Molokeev, medforfatter til værket, kandidat for fysiske og matematiske videnskaber, seniorforsker ved Kirensky Institute of Physics, og en senior tutor på SFU.

Det var den opgave, som kinesiske videnskabsmænd bad Maksim Molokeev om at løse. Det lykkedes ham at afkode pulverets røntgenmønster. Det viste sig, at det nye materiale bestod af SO ₄₂ - tetraedre og ioner af sjældne jordarters grundstoffer omgivet af iltatomer i form af et tre-kappet trigonalt prisme. SO ₄₂ - tetraedre var forstyrrede i flere stillinger, dvs. disse strukturelle elementer ændrede konstant deres orientering i rum og tid (gør fortolkningen af ​​strukturen endnu vanskeligere).

Efter at strukturen af ​​denne lagdelte forbindelse blev bestemt, det bekræftede dens unikke natur. Stoffet var virkelig en del af en ny hidtil ukendt klasse. I øvrigt, forskerne fandt ud af, at forbindelsen havde meget sjældne og værdifulde egenskaber. Når den er opvarmet til 800ºC, vand fordampes, efterlader industrielt nyttigt fosfor passende til skærme. Traditionelle produktionsmetoder er "beskidte, " og forårsage emissioner af giftige biprodukter. Det nye stof opnår de ønskede resultater på en miljøvenlig måde.

I fremtiden, nye iso-strukturelle forbindelser (dvs. de forbindelser, hvor ioner er erstattet med forskellige uden væsentlige strukturelle ændringer) vil sandsynligvis blive tilføjet til denne klasse af stoffer. Disse nye forbindelser kan bruges til fremstilling af katalysatorer, mikroelektronik. UV beskyttelse, og andre potentielle videnskabelige og tekniske områder.