Молодой ученый АлтГУ приступила к работе над темой проекта еще на 3-ем курсе бакалавриата, и уже на протяжении 5-ти лет ведет планомерное исследование квантово-размерных структур, опубликовав около десятка научных статей по тематике проекта в рецензируемых журналах. В частности, одну из последних — «Фотолюминесценция квантовых точек Zn1-x-yCuxEuyS/EuL3 в полиакрилатной матрице» опубликовал старейший журнал Российской академии наук «Оптика и спектроскопия».
Научный руководитель проекта, профессор кафедры техносферной безопасности и аналитической химии Института химии и химико-фармацевтических технологий, д.х.н. Владимир Петрович Смагин отмечает, что одна из задач проекта — определить оптимальные условия создания многослойных полупроводниковых структур и синтезировать лабораторные образцы композиций на основе полиметилметакрилата, более известного, как оргстекло, модифицированного композицией сульфидов кадмия и цинка, легированных ионами марганца, свинца и лантаноидов.
«В рамках проекта мы синтезируем многослойные квантовые точки, каждый слой которых легируем, вводя в его состав ионы металлов. Известно много способов получения квантовых точек. Химический синтез проводят в растворах. В качестве растворителя, как правило, применяется вода. В результате образуется коллоидный раствор квантовых точек — частиц, размер которых составляет несколько нанометров. Коллоидные растворы квантовых точек агрегативно неустойчивы — квантовые точки в результате взаимодействия друг с другом образуют объемное вещество и выделяются в осадок. Для увеличения устойчивости коллоидных растворов в их состав вводят поверхностно-активные вещества. В работе мы выбрали иной путь — вместо воды мы используем органический растворитель, который к тому же является веществом, из которого получают хорошо известный в оптике и светотехнике полимер — полиметилметакрилат. Нам всем он хорошо знаком под названием оргстекло (плексиглас). Ежедневно материалы на основе этого полимера мы используем в быту. Нам удалось найти условия, при которых мы совместили синтез квантовых точек, процесс их легирования и синтез полимера. Иными словами, квантовые точки и их легированные структуры образуются в процессе синтеза полимера. Молекулы полимера, а это очень большие молекулы, их молекулярная масса достигает миллиона атомных единиц массы (а.е.м.), иногда и больше, защищают квантовые точки от агрегирования. В результате полимеризации, то есть синтеза композиционного материала, получается прозрачное органическое стекло, в пустотах полимерной матрицы которого содержатся невидимые глазом человека кристаллики сульфидов металлов, способные люминесцировать — излучать свет различных участков видимой части спектра — синий, зеленый, красный. В результате, полимерная композиция приобретает новые свойства — люминесцирует, избирательно поглощает видимое излучение, защищает от потоков частиц высокой энергии, при этом она сохраняет свойства полимера — оптическую прозрачность, технологичность, невысокую стоимость», — пояснил научный руководитель проекта.
Остается добавить, что результаты исследования ученых АлтГУ могут быть применимы в оптике и электронике, в частности в производстве дисплеев, экранов телевизоров, приборов ночного видения и т.д.