СМИ о нас

В «Сколково» будут построены корпуса Московского квантового кластера. Об этом у себя в соцсетях написал мэр Москвы Сергей Собянин. По его словам, в кластере будет 27 лабораторий и 15 научных групп Российского квантового центра. Кроме того, квантовый кластер станет площадкой для развития некрупных высокотехнологичных производств и стартапов.

В проект будет влито почти 6,5 млрд рублей инвестиций. А построить и запустить кластер предполагается уже в четвертом квартале 2024 года. Его появление станет еще одним доказательством того, что Россия с Москвой в авангарде — одна из мировых держав, активно развивающая квантовые технологии. Правительство России до 2024 года выделило на квантовые исследования 24 млрд рублей. До 2026 года предусмотрены средства в размере 41 млрд рублей от государства и частных инвесторов.

Фото: АиФ/ Александр Вдовенко

Создать лекарства, построить самолет

К слову, не так давно в столице прошло грандиозное событие — первый Форум будущих технологий. Это была своего рода презентация новой площадки, на которой ежегодно будут встречаться и обмениваться опытом сотни российских и зарубежных участников. Так вот на этом форуме широкой публике продемонстрировали квантовый ионный компьютер* — первый в стране. Разработку оценил президент Владимир Путин.

Aif.ru поговорил с создателем чудо-машины — научным сотрудником лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Ильей Семериковым.

Ольга Кортосова, aif.ru: — Илья, приходя после очередного рабочего дня домой, вы делитесь с семьей новостями?

Илья Семериков: — Дома меня встречают супруга и пятилетний сынишка. Я рассказываю о том, что получилось, что не получилось. Стараюсь подметить интересную особенность прошедшего дня, какое-то свое небольшое открытие.

Фото: АиФ/ Александр Вдовенко

— Домашние задают вопросы о квантовых технологиях?

— Жена довольно хорошо разбирается в специфике моей работы, интересуется деталями, радуется или огорчается вместе со мной. Я подолгу засиживаюсь на работе, поэтому каждая минута с близкими очень ценна. С сыном мы вместе читаем книжки, осваиваем домашний компьютер и нейросети.

— А чем квантовый компьютер принципиально отличается от любого домашнего?

— Принципом работы: квантовый компьютер гораздо быстрее. Например, в поисках ответа нам нужно открыть десять дверей. Человек, как и обычный компьютер, будет открывать по одной двери. А квантовый компьютер может одновременно открыть все двери. Хорошо, если этих дверей только десять, а если триллион? Для таких вычислений нужны очень мощные устройства. Квантовый компьютер — это исследовательский инструмент, который будет полезен в различных областях, где нужны вычисления.

— Чем такая технология полезна в повседневной жизни?

— Например, квантовый компьютер будет помогать в создании новых лекарств, потому что сможет просчитать химические реакции компонентов нового препарата. Поможет сконструировать крыло самолета, потому что сумеет моделировать физические процессы. Будет полезен в финансовой сфере, логистике. Просчитает общественные процессы в масштабах всех страны: подскажет, какую область науки или экономики надо развивать, чтобы всем жилось хорошо. Также квантовый компьютер будет эффективным инструментом для обучения нейросетей. Но пока такой технологии еще не создано. Ученые всего мира работают над этой идеей. По моей оценке, понадобится еще лет 10-20 для того, чтобы квантовые компьютеры научились решать некоторые из описанных задач быстрее классических.

Чтобы «мозг» не перегревался

— Чем выделяется наша отечественная разработка? Почему он ионный?

— Существуют квантовые компьютеры, основанные на разных физических системах. Так центральной системой нашего компьютера является «квантовый процессор» — камера с абсолютным вакуумом, в которую испаряется нейтральный поток металла иттербия — такой металл в устройстве обычного компьютера точно не встретить. Электромагнитная ловушка захватывает нужные ионы, и они охлаждаются лазером до температур ниже, чем в космосе, а другой вид лазера кодирует в ионах всю информацию. Ионы — это «извилины» нашего «мозга», которых у нас целых восемь штук. А чтобы «мозг» не перегревался, для его охлаждения мы используем жидкий азот.

— А какой алгоритм задал президент во время Форума?

— Владимир Владимирович подключился удаленно к нашей облачной платформе и запустил расчет молекулы гидрида лития — самый полезный и самый сложный на сегодняшний момент алгоритм, который наш компьютер умеет делать. Нам полезно знать, как ведет себя эта молекула, чтобы лучше делать литиевые аккумуляторы.

— С лекарствами и самолетами все понятно, а зачем нам учить нейросети?

— Нейросеть это искусственный интеллект и ваш безграничный помощник. Если вы капитан своей жизни, то у вас теперь в распоряжении есть и «второй пилот». Нейросети можно поручить, если так можно выразиться, всю «грязную интеллектуальную работу»: узнать рецепт пирога, выяснить, как лучше сажать морковь, если что-то болит, получить совет, к какому врачу обратиться. Если вы пишете тексты, она может набросать вам бесконечное количество черновиков, а потом исправить их, если вас результат не устроил. Нейросеть думает за человека в любых повседневных задачах.

— Если нейросеть думает за человека и к тому же она обучаемая, не приведет ли это впоследствии к тому, что люди сами перестанут тянуться к знаниям?

— Вообще, одна из особенностей человеческой натуры это любознательность, любопытность. И тут нейросеть очень удачный инструмент, позволяющий черпать знания быстрее. Если у человека нет тяги узнать что-то новое, у него что будет нейросеть, что не будет нейросети — на его жизнь это никак не повлияет.

Погоня за квантами

В гонке по освоению квантовых технологий участвуют многие страны. Для Китая такие технологии в исследованиях являются приоритетом, в 2018 году было выделено 10 млрд долларов на строительство Национальной лаборатории квантовых наук. США инвестировали в квантовые технологии $1,2 млрд, и планируют потратить еще больше в рамках инфраструктурного плана президента Байдена. Не отстают Германия, Канада, Индия и Япония — там тоже готовы раскошелиться ради науки.

*Квантовый ионный компьютер — совместный проект Российского квантового центра с Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН, Сколковского института науки и технологий и ФТИАН им. К. А. Валиева.

https://aif.ru/society/science/otkryt_trillion_dverey_sozdatel_kvantovogo_kompyutera_obuchaet_neyroseti

Научно-технический прогресс сдержать нельзя, но нужно уметь работать с технологическими рисками. Нравственный подход к использованию технологий вкупе с продуманным регулированием применения новых технологий позволит человечеству успешно отвечать на возникающие вызовы.Т

Такое мнение высказал генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев на VIII Восточном экономическом форуме в ходе дискуссии о гуманитарных аспектах перспективных технологий на сессии «Технологии будущего: осталось ли место для любви?», организованной Росатомом и Российским квантовым центром

В истории нет ни одного примера возвращения к технологиям прошлого, когда человечество, например, отказалось бы от автомобиля и вернулось к лошадям. Человечество обречено на развитие, несмотря на вызовы и угрозы. Новый этап – это новое качество технологий и, соответственно, кратное возрастание рисков. Но надо просто уметь с этими рисками работать», - отметил глава Росатома.

Нынешнее развитие цифровых технологий Алексей Лихачев назвал «очередным выбором человечества», в ходе которого предпринимается попытка осмыслить и должным образом организовать наступление «цифры»: «У нас нет альтернативы - заниматься или не заниматься вопросами искусственного интеллекта. Заниматься ими нужно, но, исходя из общепринятых моральных ценностей, понятий о добре и зле, и человек должен быть в центре этого регулирования. У нас должно быть достаточно убеждений и политической воли для того, чтобы это развитие направлять на благо человечества».

Примером ответственного подхода к использованию технологий является советский атомный проект, развивая который наша страна ни разу не применяла ядерное оружие и стала активным участником международных соглашений в области использования атомной энергии

«Проводя аналогию между ядерными технологиями и искусственным интеллектом, задам простой вопрос: «У нашей страны была альтернатива не заниматься этими технологиями»? Конечно, нет. Мы ни разу не применили (ядерное оружие) и всегда были активными участниками соглашений об ограничениях в этих сферах. Но при этом, исходя из интересов нашей страны, технологии развиваются», - подчеркнул Алексей Лихачев

Первый заместитель генерального директора компании «Иннопрактика» Наталья Попова подчеркнула необходимость систематизации подходов к развитию высокотехнологических направлений экономики и объединению усилий государства, научных организаций и бизнеса для успешной реализации инновационных проектов. «Государство, выступая гарантом стабильности и развития, финансируя науку и инновации, является катализатором для создания новых продуктов и технологий. Наука, взаимодействуя с компаниями и государством, превращает научные открытия в практические решения. Сотрудничество бизнеса с научными учреждениями и государством дает уже новую продукцию и услуги, которые меняют жизнь людей к лучшему», - отметила спикер.

Наталья Попова рассказала о компаниях-«национальных чемпионах», являющихся лидерами на внутреннем рынке и по целому ряду отраслей заместивших импортных поставщиков, подчеркнув готовность государства поддерживать их: «Регуляторы предлагают преференции таким компаниям в виде льготного финансирования, предоставления грантов на «доращивание». О мерах поддержки национальных чемпионов и привлечении биржевого финансирования говорит в своих выступлениях президент России. Именно поэтому сейчас у таких компаний есть уникальный шанс участвовать в развитии прорывных технологий в целях достижения технологического суверенитета нашей страны».

Исполнительный президент Xuanyuan Group Industrial Development Хайлун Сюе (КНР) назвал искусственный интеллект инструментом, который помогает человеку решать сложные задачи в различных сферах жизнедеятельности, заметив, что ИИ не сможет заменить человека ввиду того, что именно человек принимает решение о практическом применении данных, полученных от искусственного интеллекта.

«Наша компания занимается предупреждением, ликвидацией, смягчением климатических бедствий, таких как землетрясение, вулканические извержения. И мы активно используем искусственный интеллект, большие данные, облачные вычисления и т.д. Но вопрос в том, насколько точно мы можем сказать, когда случится землетрясение – может быть, за 15 или 60 секунд. Но хватит ли это для того, чтобы заранее организовать успешные действия по ликвидации? Конечно, нет. Поэтому я считаю, что искусственный интеллект не может завоевать человеческий разум».

Научный сотрудник лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» Физического института имени П.Н. Лебедева РАН Илья Семериков выступил с утверждением, что в создании технологий, несомненно, есть место любви, поскольку любовь суть познание, а именно на познании зиждутся новые разработки – «чтобы понимать физику, вы должны полюбить физику». В дискуссии о месте человека в будущем технологическом мире, он констатировал существование множества «искусственных интеллектов» и предсказал технологическую сингулярность, в которой ИИ сам станет создавать системы нового уровня, что чревато новыми последствиями для человечества.

«Современный искусственный интеллект базируется на большом пуле загруженных знаний и имитирует интеллект человека. В классических вычислениях активно развивается нейроморфный подход: «Давайте создадим нейросеть и посмотрим, как она будет самообучаться и куда будет двигаться». А на квантовом компьютере можно будет создать сильный искусственный интеллект. В силу того, что квантовые вычисления работают по-другому, квантовый ИИ будет отличаться от знакомого нам LLM[1]. Иными словами, следует говорить про «искусственные интеллекты». И, скорее всего, те ИИ, которые мы будем создавать, станут создавать новые ИИ. И это будут быстроразмножающиеся сущности».

Сессия «Технологии будущего: осталось ли место для любви?» организована на VIII Восточном экономическом форуме как мероприятие-спутник Форума будущих технологий, который впервые прошел в июле 2014 года и был посвящен теме квантовых вычислений. Госкорпорация «Росатом» является соорганизатором Форума будущих технологий.

Росатом обладает большим опытом реализации масштабных технологических проектов, имеющих ключевое значение для устойчивого развития страны и обеспечения её безопасности. Атомный проект – один из наиболее амбициозных вызовов XX века, на который отечественная атомная отрасль дала успешный ответ. Данные компетенции востребованы в направлении новых бизнесов Росатома, в рамках которых развиваются ветро- и термоэнергетика, ядерная медицина, новые материалы, цифровые технологии и другие сферы.

С 2020 года в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» и в соответствии с соглашением, заключенным с Правительством Российской Федерации, Госкорпорация «Росатом» в качестве координатора реализует дорожную карту развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». В частности, Росатом определен ответственным за результат «Разработаны прототипы квантовых процессоров в соответствии с мероприятиями дорожной карты «Квантовые вычисления». На Форуме будущих технологий Президенту России был представлен 16-кубитный квантовый компьютер на ионах, в т.ч. в режиме реального времени с помощью облачной платформы запущен алгоритм расчета молекулы.

https://www.atomic-energy.ru/news/2023/09/13/138695

В Светлогорске (Калининградская область) прошли 1-е Самарцевские чтения по квантовой оптике, главным организатором которых выступил Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук.

 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН совместно с ФИЦ «Казанский научный центр РАН» и Московским педагогическим государственным университетом при поддержке Отделения физических наук РАН, Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН, Корпуса профессоров РАН, Научного совета по квантовым технологиям, Научного совета по фотонике и оптике, Министерства науки и высшего образования РФ и Министерства Просвещения РФ успешно провели 1-е Самарцевские чтения по квантовой оптике (ФЭКС/IWQO-2023). Российская академия наук была широко представлена членами и профессорами РАН: акад. Долгих Г.И.; чл.-корр., проф. РАН Калачев А.А.; иностр. чл. РАНКилин С.Я.; чл.-корр. Колачевский Н.Н.; чл.-корр. Кочаровский В.В.; иностр. чл. РАН Г. Лёйхс; акад. Литвак А.Г.; чл.-корр., проф. РАН Наумов А.В.; чл.-корр. РАН Пранц С.В.; акад. Розанов Н.Н.; чл.-корр. Рябцев И.И.

Самарцевские чтения продолжают серию международных симпозиумов по фотонному эху и когерентной спектроскопии (ФЭКС) и международных чтений по квантовой оптике (IWQO), которые проводились в разных городах России при участии представителей зарубежных научно-исследовательских коллективов с 1973 по 2021 год. В 2021 году объединённый программный комитет ФЭКС и IWQO, учитывая научные достижения В.В. Самарцева и его роль в формировании научного сообщества специалистов, работающих в области когерентной, нелинейной, квантовой оптики и оптической спектроскопии, принял решение присвоить международному симпозиуму по фотонному эху и когерентной спектроскопии и международным чтениям по квантовой оптике общего названия «Самарцевские Чтения» и о проведении их в дальнейшем каждые два года как единого мероприятия. Сопредседатели Международного программного комитета Чтений — чл.-корр. РАН Калачев А.А. (ФИЦ КазНЦ РАН, КФУ) и чл.-корр. РАН Наумов А.В. (ФИАН, МПГУ, ИСАН). Учёный секретарь — к.ф.-м.н. Каримуллин К.Р. (ФИАН, МПГУ, ИСАН).

Первые Самарцевские чтения по квантовой оптике (ФЭКС/IWQO) прошли в Светлогорске с 18 по 22 сентября. Локальный оргкомитет возглавил д.ф.-м.н., профессор Сазонов С.В. (НИЦ Курчатовский институт). Организацией и проведением мероприятия традиционно занимался межинститутский научный коллектив учёных, аспирантов и студентов из Троицкого обособленного подразделения ФИАН, Московского педагогического государственного университета, ИСАН, НИУ ВШЭ, Skoltech, МГУ им. М.В. Ломоносова.

В рамках Чтений работали тематические секции:

- Актуальные проблемы когерентной, нелинейной и квантовой оптики

- Юбилейная секция «Когерентная и нелинейная оптика. Фотонное эхо и переходные процессы», посвященная 100-летию со дня рождения У.Х. Копвиллема и 60-летию со дня выхода в свет первой статьи по фотонному эху

- Квантовая информатика. Квантовые оптические технологии

- Фотоника. Взаимодействие излучения с веществом

> - Атомная оптика и нанооптика

- Спектроскопия и микроскопия одиночных квантовых излучателей

- Функциональные оптические материалы

- Медицинская фотоника

- Стендовая секция

Пленарные и приглашенные лекции были представлены ведущими учёными, работающими в области квантовой оптики: Козлов С.А. (ИТМО «Интерференция в нелинейных средах излучений на утроенных частотах и возникающего за счет фазовой самомодуляции основной части импульса в поле терагерцовых волн из малого числа колебаний»); Семериков И.А. (ФИАН «Кудитный квантовый компьютер на ионах. Текущее состояние и перспективы»); Сазонов С.В. (Курчатовский институт «Об оптических автоволнах в неравновесных средах»); Чекалин С.В. (ИСАН «Фемтосекундная филаментация в квантовом следе, индуцированном лазерными импульсами ближнего и коротковолнового ИК диапазона в молекулярном газе»); Долгих Г.В. (ДВО РАН «Профессор У.Х. Копвиллем — основатель лазерной интерферометрии»); Югова И.А (СПбГУ «Фотонное эхо в полупроводниковых наноструктурах»); Кулик С.П.(МГУ, ЮУГУ «Квантовые технологии: состояние и перспективы»; Моисеев С.А. (КНИТУ-КАИ «Квантовая память на фотонном эхе: способы реализации и экспериментальная демонстрация»); Киселев А.Д. (ИТМО «Квантовый повторитель на многомодовых когерентных состояниях»); Биленко И.А. (РКЦ «Высокодобротные оптические микрорезонаторы для нелинейной и квантовой оптики»); Алоджанц А.П. (ИТМО «Сети квантовых сенсоров для метрологии»); Башаров А.М. (Курчатовский институт «Атомно-фотонный кластер в нелинейной и квантовой оптике»); Рябцев И.И (ИФП СО РАН «Высоковозбужденные ридберговские атомы и их применения»); Бугай А.Н. (ОИЯИ «Особенности биологического действия интенсивных лазерных импульсов»); Стремоухов С.Ю. (МГУ «Генерация когерентного излучения атомными системами в интенсивных лазерных полях»); Макаров Д.В. (ДВО РАН «Немарковская динамика и образование пространственных структур в экситон-поляритонных конденсатах Бозе-Эйнштейна»); Котова С.П. (ФИАН Самара «Генерация вихревых световых полей с помощью секторной спиральной пластины на основе сегнетоэлектрических и ферриэлектрических жидких кристаллов»); Кочаровский В.В. (ИПФ РАН «Однонаправленная сверхизлучательная генерация в открытом активном образце»); Еремчев И.Ю. (ИСАН, МПГУ «Антигруппировка фотонов в замедленной люминесценции субмикронных кристаллов перовскита MAPbI3»); Климов В.В. «Зоопарк в открытом резонаторе: странные, ограниченные, идеальные, квазинормальные моды и моды невидимости в оптике и квантовой механике»); Еремчев М.Ю. (ТОП ФИАН, МПГУ «Исследование проницаемости липидных мембран к дивалентным ионам с помощью микроскопии генерации второй гармоники»); Мартынович Е.Ф. (ИЛФ СО РАН Иркутск «Люминесценция единичных центров окраски»); Никифоров В.Г. (КазНЦ РАН «Апконверсионные свойства одиночной оксидной частицы YVO4:Yb, Er»); Пранц С.В. (ДВО РАН «Нелинейная динамика холодных атомов в трёхмерной оптической решетке»); Юкалов В.И. (ОИЯИ «Atom optics with cold bosons»); Болдырев К.Н. (ИСАН «Люминесцентная спектроскопия высокого разрешения: возможности для создания сенсоров нового поколения»).

В Чтениях приняли участие учёные из Владивостока, Волгограда, Донецка, Иркутска, Йошкар-Олы, Калининграда, Казани, Красноярска, Москвы, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Самары, Санкт-Петербурга, Уфы, а также наукоградов Троицк и Дубна, Республики Беларусь, Южно-Африканской Республики, всего — 91 участник из 35 организаций (в том числе 32 молодых учёных, студентов и аспирантов в возрасте до 35 лет). Представлено 26 приглашённых, 44 устных и 38 стендовых докладов.

Лучшие работы молодых учёных были отмечены наградами по итогам конкурса научных работ студентов и аспирантов, организованного программным комитетом Чтений совместно с молодёжной секцией Европейского физического общества Young Minds МПГУ.

Победителями и призерами конкурса стали:

в номинации «Устные доклады»:

1 место: Гусельников Михаил Сергеевич (Университет ИТМО).

2 место: Нелюбов Артур Юрьевич (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, МПГУ).

В номинации «Стендовые доклады»:

1 место: Князева Мария Андреевна (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, МПГУ).

2 место: Баева Александра Вячеславовна (Санкт-Петербургский гос. университет) и Подшивайлов Эдуард Андреевич (Институт химической кинетики и горения СО РАН).

3 место: Ковалёва Полина Михайловна (МГУ им. М.В. Ломоносова), Аржаненкова Алина Николаевна (Университет ИТМО), Митюшкин Евгений Олегович (ФИЦ «Казанский научный центр РАН») и Смирнова Екатерина Александровна (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, МПГУ).

Лучшие результаты, представленные на Чтениях, по решению Программного комитета будут опубликованы в специальном тематическом выпуске журнала «Известия РАН. Серия физическая».

На заключительном заседании 22 сентября 2023 года участники Чтений отметили важное научное и прикладное значение научной конференции «Самарцевские Чтения» для координации усилий специалистов университетов, НИИ и научно-производственных предприятий, работающих в области современных оптических и квантовых технологий, для подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, и, в целом, для развития современных фотонных и квантовых технологий в Российской Федерации, создания и развития научно-технологического задела в области когерентной, нелинейной и квантовой оптики и спектроскопии, а также смежных направлений. Участники выразили благодарность руководству ФИЦ «Казанский научный центр РАН», Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Московского педагогического государственного университета и Казанского (Приволжского) федерального университета, а также членам организационного и программного комитетов за высокий научный уровень и организацию конференции.

С целью сохранения преемственности научных мероприятий, связанных с именем профессора В.В. Самарцева, было решено рекомендовать программному и организационному комитетам дополнить официальное наименование Чтений и в дальнейшем проводить их как «Самарцевские чтения по квантовой оптике и фотонному эху (IWQO/ФЭКС)».

Вторые Самарцевские чтения по квантовой оптике и фотонному эху (IWQO/ФЭКС) запланированы в сентябре 2025 года на базе Федеральной территории «Сириус».

https://new.ras.ru/activities/news/v-svetlogorske-proshli-pervye-samartsevskie-chteniya/

В Светлогорске прошли первые Самарцевские чтения

1-е Самарцевские чтения по квантовой оптике продолжили серию международных симпозиумов по фотонному эху и когерентной спектроскопии (ФЭКС) и международных чтений по квантовой оптике (IWQO), которые проводились в разных городах России при участии представителей зарубежных научно-исследовательских коллективов с 1973 по 2021 год.

Организаторами чтений выступили Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН @lpi_ras совместно с ФИЦ «Казанский научный центр РАН» @kaznc_ran и МГПУ.

Участники отметили важное научное и прикладное значение научной конференции для координации усилий специалистов университетов, НИИ и научно-производственных предприятий, работающих в области современных оптических и квантовых технологий, для подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, и, в целом, для развития современных фотонных и квантовых технологий в России.

Виталий Владимирович Самарцев (1939-2021) — специалист в области лазерной спектроскопии, когерентной, нелинейной и квантовой оптики. Учитывая научные достижения учёного и роль в формировании научного сообщества в этих областях, объединённый программный комитет ФЭКС и IWQO в 2021 году принял решение присвоить международному симпозиуму по фотонному эху и когерентной спектроскопии и международным чтениям по квантовой оптике общее название «Самарцевские Чтения».

Вторые Самарцевские чтения по квантовой оптике и фотонному эху (IWQO/ФЭКС) запланированы в сентябре 2025 года на базе Федеральной территории «Сириус».

https://t.me/rasofficial/7321

Российско-итальянская группа ученых представила новые металл-органические соединения, обладающие сине-зеленым свечением. Его характеристиками можно управлять, варьируя в таких комплексах атом металла, с которым связаны органические молекулы, или лиганды. Такое «соседство» лиганда и металла позволило авторам повысить интенсивность свечения соединений почти в 40 раз в сравнении с исходной органической молекулой. Данная технология позволит разработать новое поколение органических светодиодов белого цвета свечения, имеющих существенно более низкую стоимость, чем известные на данный момент устройства. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Люминесценция координационных соединений лантаноидов под действием УФ-излучения. Источник: Илья Тайдаков

Белые органические светодиоды считаются наиболее экономичными источниками света, используемыми для уличного, бытового и дисплейного освещения. В таких устройствах белый свет формируется за счет нескольких люминофоров, излучающих в синей, зеленой и красной спектральных областях. В основе одного из наиболее популярных классов материалов для  органических светодиодов лежат комплексы сложных органических молекул с металлами платиновой группы. Такие излучатели высокоэффективны, но очень дороги в производстве, а потому использовать массово их может быть невыгодно, особенно учитывая непрерывный рост цен на платиновые металлы.

В своей новой работе исследователи из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) вместе с российскими и итальянскими коллегами создали люминофоры на основе гетероциклических β-дикетонов — органических молекул, в которых две карбонильные кислород-содержащие группы разделены одним атомом углерода (метиленовой группой), и также имеются циклические фрагменты, содержащие атомы углерода и азота. Такие соединения легко образуют люминесцирующие комплексы с рядом металлов.

Интерес к таким молекулам обусловлен тем, что характеристиками их излучения, например, яркостью и цветом, можно легко управлять, внося небольшие изменения в структуру молекулы.

Однако такие β-дикетоны имеют крайне низкую эффективность люминесценции, поскольку преобразуют в свет всего 0,5% поступающей на них световой или электрической энергии. Остаток рассеивается в виде тепла. Улучшить люминесцентные характеристики таких молекул можно, соединив их в комплекс с металлами. В зависимости от типа металла особым образом может меняться энергетическая структура β-дикетонов и даже тип люминесценции.

Авторы предложили две серии новых комплексных соединений металлов с β-дикетонами. Первая включала металлы третьей группы таблицы Менделеева (скандий, лантан, гадолиний и лютеций), а вторая — тринадцатой группы (алюминий, галлий и индий). Объединив β-дикетоны с этими элементами в комплексы, ученые смогли управлять возбужденным состоянием органических молекул, а именно варьировать значения энергий возбужденных состояний таких молекул и их время жизни. Кроме того, экспериментально было показано, что все полученные комплексы обладали сине-зеленым свечением, а эффективность люминесценции для соединений на основе β-дикетонов с лантаном достигла 19,5%, то есть стала почти в 40 раз больше, чем у исходной органической молекулы, не связанной с металлом.

«Наши комплексы имеют высокий потенциал в качестве светоизлучающего слоя для создания новых белых органических светодиодов. Достаточная яркость их люминесценции и низкая стоимость синтеза позволяют надеяться, что подобные материалы можно будет использовать в прототипах светодиодных источников света. В наших ближайших планах — начать лабораторное тестирование таких образцов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

В работе также приняли участие исследователи из Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (Москва), Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН (Москва), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Университета города Камерино (Италия).

https://scientificrussia.ru/articles/harakteristikami-belyh-svetodiodov-mozno-budet-upravlat-varirua-metall-v-ih-sostave

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Илья Тайдаков

OLED-светодиоды широко используются в технике. Например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно исследовали свойства шести ранее неизвестных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» отдела спектроскопии ФИАН.

https://inscience.news/ru/article/russian-science/14395

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, в частности, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Люминесценция новых комплексов в растворе. Источник: Илья Тайдаков

OLED-светодиоды широко используются в технике. Так, например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно изучили свойства шести ранее неизвестных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

https://scientificrussia.ru/articles/nasytivsiesa-ftorom-molekuly-dla-oled-svetodiodov-stali-svetitsa-v-dva-raza-arce

Исследователи заменили молекулы водорода в соединениях, лежащих в основе диодов, на большое число молекул фтора, что позволило значительно повысить эффективность люминесценции

© AP Photo/Jae C. Hong

ТАСС, 26 сентября. Российские ученые обнаружили, что эффективность свечения молекул на базе соединений европия, пригодных для создания органических светодиодов (OLED), можно удвоить, если внедрить в их состав большое количество атомов фтора. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Исследование опубликовано в журнале Dyes and Pigments.

"Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике", - пояснил ведущий научный сотрудник Физического института РАН (Москва) Илья Тайдаков, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Тайдаков и его коллеги изучали физические свойства соединений бета-дикетонов, кислородосодержащих органических молекул, и редкоземельного металла европия. Как и другие типы материалов, применяемых при создании органических светодиодов, эти вещества отличаются относительно низким КПД - эффективностью действия относительно энергозатрат.

Низкая эффективность работы этих излучателей, как объясняют российские физики, связана с наличием множества высокоэнергетических связей между атомами углерода и водорода в их молекулах. Исследователи решили выяснить, как замена разного числа атомов водорода на фтор в молекулах бета-дикетонов и других органических соединений, окружающих ионы европия, повлияла на эффективность их свечения.

В общей сложности ученые изучили свойства шести вариаций соединений европия с органикой, и обнаружили, что молекулы, содержащие 13 атомов фтора, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами этого элемента. По уровню КПД они не уступали лучшим представителям этого класса материалов.

Как отмечается в сообщении, разработанные соединения могут успешно применяться в качестве источников красного света для электролюминесцентных устройств. Кроме того, физики предполагают, что схожими свойствами должны обладать другие соединения органики и редкоземельных металлов, что открывает дорогу для создания целого класса высокоэффективных органических светодиодов.

Первые органические светодиоды были созданы еще в конце 1980-х годов, однако они начали массово использоваться в технике и промышленности лишь на рубеже веков. Сейчас их прменяют как для создания осветительных приборов, так и компонентов электронных гаджетов, в частности дисплеев. OLED-устройства отличаются высокой контрастностью, небольшими габаритами и гибкостью. Более широкому использованию пока мешает недолговечность органических светодиодов, а также относительно низкий КПД.

https://nauka.tass.ru/nauka/18842153

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, в частности, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Люминесценция новых комплексов в растворе. Источник: Илья Тайдаков.

Люминесценция новых комплексов в твердом виде. Источник: Илья Тайдаков.

OLED-светодиоды широко используются в технике. Так, например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно изучили свойства шести ранее не известных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Трехмерные модели синтезированных авторами металлорганических комплексов. Источник: Korshunov et al. / Dyes and Pigments, 2023.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

https://rscf.ru/news/release/nasytivshiesya-ftorom-molekuly-dlya-oled-svetodiodov-stali-svetitsya-v-dva-raza-yarche/