СТРУКТУРА - Лаборатория "Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов"

Лаборатория «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН была создана в 2020 году в рамках реорганизации Отдела люминесценции им. С.И. Вавилова ФИАН. В состав новой лаборатории вошла группа молодых сотрудников, основные научные интересы которых были сосредоточены в области исследования свойств и синтеза люминесцентных материалов на основе координационных и металлорганических соединений d – и f- элементов, в частности, лантаноидов, а также малых органических молекул (органических красителей) и сенсорных неорганических материалов.

Лаборатория состоит из 2-х групп – группы синтеза, в распоряжении которой имеется химическая лаборатория со всем необходимым для синтеза координационных соединений оборудованием, и физической группы, обеспечивающей измерение спектрально-люминесцентных свойств материалов, а также теоретическую поддержку проводимых исследований.

В настоящее время основными направления исследования являются: установление механизмов передачи энергии возбуждения в дикетонатных, карбоксилатных и циклопентадиенильных комплексах лантаноидов, изучение спектрально-люминесцентных свойств таких соединений, разработка люминесцентных сенсорных материалов на основе координационных соединений различных металлов, включая металлоорганические каркасные полимеры (МОКП/MOF), изучение передачи энергии в органических красителях различных типов (донорно-акцепторных и более сложных) для нужд фотовольтаики и создания органических светоизлучающих диодов (ОСИД/OLED), исследование новых электролюминесцентных материалов.

В лаборатории также проводятся исследования в области получения новых гетероциклических органических лигандов различных классов (1,3-дикетоны, карбоновые кислоты и их аналоги) и координационных соединений РЗЭ на их основе.

Лаборатория имеет тесные научные связи с ведущими институтами РАН (ИОХ, ИОНХ, ИНЭОС, ИНХС и др.) и ВУЗами (химический факультет МГУ, РХТУ, ВХК РАН, МГТУ им. Н.Э. Баумана, химический факультет ВШЭ, МФТИ). Студенты ВУЗов проходят стажировки в лаборатории, выполняют дипломные и курсовые работы. По желанию возможно поступление в аспирантуру ФИАН (специальность – физика), или по согласованию - в аспирантуру институтов-партнеров (специальность - химия) с выполнением основной экспериментальной работы в лаборатории. Также мы сотрудничаем с производственными предприятиями в области изучения оптических свойств производимой продукции.

Лаборатория оснащена современным оборудованием, позволяющим осуществлять широкий спектр спектральных исследований – регистрации спектров поглощения жидких и твердых, в том числе, порошкообразных веществ в УФ, видимой и ближней ИК области 200-3000 нм, а также в средней и дальней ИК-области (350-7500 см^-1или 28500 -1330 нм), спектров люминесценции в диапазоне 200-1700 нм, спектров возбуждения люминесценции в диапазоне 250-950 нм, кинетики затухания люминесценции в диапазоне от долей наносекунд до 10 секунд, абсолютных и относительных квантовых выходов люминесценции. Использование откачного оптического криостата позволяет проводить большинство экспериментов в широком диапазоне температур – от 77 до 350 К (от -196 до 80 °С). Для экспериментов применяются различные источники света - классические дуговые ксеноновые лампы, дающие непрерывный спектр излучения в диапазоне 200-2500 нм, а также набор полупроводниковых короткоимпульсных лазеров (длительность импульса от 75 пс до 1,2 нс) и установка на базе импульсного (7 нс) твердотельного лазера на кристалле Nd:YAG c непрерывной перестройкой длины волны от 340 до 2500 нм. Лазерные источники позволяют измерять спектры люминесценции слабосветящихся образцов.

Для выполнения квантово-химических расчетов имеется собственная рабочая станция с набором необходимых расчетных программ.

Химическая лаборатория имеет весь необходимый набор современного оборудования – магнитные мешалки, весы различной точности, роторные испарители, вакуумные системы для перегонки и осушки веществ, линии Шленка для работы в атмосфере инертного газа, перчаточный бокс с контролируемой атмосферой (сухой аргон) для манипуляций с нестойкими на воздухе веществами, препаративные и аналитические центрифуги и др.

Имеется набор электрохимического (рН-метр и электронный потенциостат с 3-х электродной ячейкой) и аналитического (газо-жидкостной хроматограф, градиентная высокоэффективная жидкостная хроматографическая система с различными детекторами, оборудование для тонкослойной хроматографии) оборудования.

При необходимости, другие исследования (ЯМР, масс-спектрометрия, рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ, термический анализ и др.) проводятся на базе институтов-партнеров или подразделений ФИАН.