ҚазҰУ зерттеушілері заманауи люминесценттік материалдарды дамытуға бағытталған ғылыми жобаны бастады

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінде борофосфат негізіндегі жаңа функционалдық материалдарды зерттеуге бағытталған ғылыми жоба жүзеге асырылуда. Зерттеу CaBPO₅:Eu люминесцентті қосылысының кристалдық құрылымындағы изоморфты орынбасулардың әсерін талдауға арналған. Жоба энергия, алдыңғы қатарлы материалдар және оптоэлектроника саласындағы іргелі ғылыми бағыттарды дамытуға бағытталған. ҚазҰУ ғалымдары жүргізіп жатқан бұл зерттеу люминесцентті материалдардың тиімділігін арттыруға және сәулелену түсін басқаруға мүмкіндік беретін жаңа ғылыми тәсілдерді қалыптастыруды көздейді.

Қазіргі заманғы ғылымда люминесцентті материалдар жоғары технологиялық құрылғыларды дамытуда маңызды рөл атқарады. Мұндай материалдар жарық шығаратын құрылғыларда, лазерлік жүйелерде, сәулеленуді тіркеу детекторларында және биомедициналық визуализация технологияларында кеңінен қолданылады. Борофосфат қосылыстары ерекше құрылымдық және оптикалық қасиеттерімен ерекшеленеді, өйткені олардың құрамында бораттық және фосфаттық аниондық топтар бір уақытта кездеседі. Бұл ерекшелік материалдардың физикалық-химиялық қасиеттерін жан-жақты зерттеуге мүмкіндік береді.

Зерттеудің негізгі мақсаты – CaBPO₅ матрицасындағы катиондық және аниондық подрешеткалардағы изоморфты орынбасулардың люминесцентті қасиеттерге әсерін анықтау. Ғалымдар европий ионының екі валенттік күйде болуы мүмкіндігін зерттеуге ерекше назар аударады. Eu²⁺ ионы көбінесе көк және жасыл спектр аймағында сәуле шығарса, Eu³⁺ ионы қызғылт-қызыл диапазонда люминесценция береді. Осы екі күйдің арақатынасын басқару арқылы материалдың сәулелену түсін реттеу мүмкіндігі пайда болады.

Жоба аясында заряд компенсациясын қамтамасыз ететін қосымша иондарды қолдану зерттелуде. Натрий, литий, калий, күміс, мыс және рубидий сияқты иондар Ca²⁺ ионын алмастыра отырып, кристалдық тордағы электрондық тепе-теңдікті сақтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, фосфат және борат топтарын басқа тетраэдрлік аниондармен ішінара алмастыру арқылы материалдың құрылымдық тұрақтылығын арттыру мүмкіндігі қарастырылуда.

Зерттеу жұмыстары материалдардың синтез жағдайларын оңтайландыруды да қамтиды. Температура, атмосфералық орта және күйдіру уақыты сияқты факторлар люминесцентті қасиеттерге тікелей әсер етеді. Әрбір жаңа құрам үшін синтез параметрлері жеке түрде таңдалып, ең жоғары люминесценция тиімділігіне қол жеткізу мақсаты қойылған.

Ғылыми жобаның нәтижесінде бірнеше маңызды нәтижелер алу жоспарланған. Біріншіден, люминесценция тиімділігі жоғары CaBPO₅:Eu негізіндегі жаңа материалдар алу көзделген. Екіншіден, изоморфты орынбасулардың люминесцентті қасиеттерге әсер ету заңдылықтары анықталады. Үшіншіден, жоғары тиімді люминофорларды өндірудің жаңа технологиялық негіздері қалыптасады.

Зерттеу нәтижелері ғылым мен техника дамуына айтарлықтай үлес қосады. Борофосфаттардың құрылымы, құрамы және оптикалық қасиеттері арасындағы байланысты терең талдау материалтану саласында жаңа ғылыми білім қалыптастыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар синтез және модификация әдістерін жетілдіру болашақта тұрақты және тиімді люминесцентті жүйелерді жасауға негіз болады.

Жобаның практикалық маңызы да жоғары. Алынған нәтижелер жарықдиодты шамдар, флуоресцентті жарық көздері және лазерлік технологияларды дамытуда қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар борофосфат негізіндегі материалдар иондаушы сәулеленуді тіркеу үшін сцинтилляторлар ретінде пайдаланылу әлеуетіне ие. Биомедицина саласында люминесцентті маркерлер ретінде қолдану диагностикалық дәлдікті арттыруға мүмкіндік береді.

Жоба халықаралық ғылыми стандарттарға сәйкес жүргізіледі. Алынған нәтижелер халықаралық рейтингтік ғылыми журналдарда жарияланып, әлемдік ғылыми қоғамдастыққа ұсынылады. Зерттеу жұмыстарына жас ғалымдар, докторанттар, магистранттар және студенттер белсенді түрде қатысуда. Бұл ғылыми кадрлар даярлау сапасын арттыруға және елдің интеллектуалдық әлеуетін нығайтуға ықпал етеді.

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті ғалымдарының бұл зерттеуі жаңа буын люминесцентті материалдарды дамытуға бағытталған маңызды ғылыми қадам болып табылады. Борофосфат негізіндегі қосылыстардың құрылымдық және оптикалық қасиеттерін терең зерттеу болашақта жоғары технологиялық энергетикалық және оптоэлектрондық құрылғыларды жасауға мүмкіндік береді.