Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Синтезирован ряд новых органо-лантаноидных комплексов – перфторированных (2-оксифенил)бензотиазолятов Ln(OONf)3(DME) (Ln = Sc, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho, Er, Yb). Определены их основные физико-химические характеристики. Методом РСА установлено молекулярное строение комплексов Sc(SONf)3 и Er(SONf)3(MeOH)4. В отличие от ранее полученных не фторированных аналогов, комплексы в твердом состоянии не образуют димеров. На комплексах [La(NpSON)3]2, [Nd(NpSON)3]2, [Sm(NpSON)3]2, [EuNpSON)3]2 , [Ce(OON)3]2 и Ln(SONf)3(DME) (Ln = Sc, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho, Er, Yb) определен уровень наведенной радиоактивности при обработке гамма-нейтронам излучением с поглощенной дозой 130 крад при флюенсе нейтронов 3.6 1013 н/см2 и 290 крад при флюенсе 2.21014 н/см2. На металлокомплексах подобное исследование выполнено впервые. Установлено, что уровень и продолжительность наведенной радиоактивности зависит от природы входящего в комплекс металла и определяется периодом полураспада образующихся изотопов. Образование нуклидов свидетельствует о протекании ядерной реакции в металлокомплексах. В отличие от хорошо известных химических реакций металлокомплексов, протекающих с участием валентных электронов, ядерные реакции на органических и металл-органических соединениях ранее не проводились. Впервые проведено компьютерное и экспериментальное исследование радиационной стойкости органо-лантаноидных комплексов и некоторых органических соединений, использующихся в оптоэлектронных устройствах. Исследование изменений в металлокомплексах под действием мощного нейтронного и гамма-излучения выполнено на молекулярном уровне. Рентгеноструктурный анализ комплекса церия [Ce(OON)3[2 до и после обработки ,n - излучением показал отсутствие изменений в строении молекул и упаковке кристаллов. Отсутствие после облучения изменений в цвете образцов, форме микрокристаллов, кристаллическом строении, ИК-спектре и спектре фотолюминесценции свидетельствует о высокой радиационной стойкости органо-лантаноидных комплексов. Это открывает пути практического использования органо-лантаноидных комплексов в приборах, предназначенных для работы в условиях повышенной радиации. Установлено, что комплексы Tb(acac)3(H2O)3, [Dy(NON)3]2, Eu(TTA)3(DME)2 и EuI2 при возбуждении рентгеновским излучением обнаруживают люминесценцию, спектр которой характерен для ионов Tb3+, Dy3+, Eu3+ и Eu2+. Интенсивность РЛ существенно ниже интенсивности ФЛ тех же соединений, что, предположительно, объясняется разницей в плотности потока падающих фотонов при возбуждении рентгеном и УФ-светом. Различие между РЛ и ФЛ проявляется также в относительной интенсивности полос эмиссии, что свидетельствует о различных механизмах возбуждения.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Синтезировано 16 новых органо-ланатаноидных комплексов с перфторированными и нефторированными (бензотиазолил)фенолятными лигандами. Продукты охарактеризованы основными физико-химическими методами, включая колебательную спектроскопию, электронную спектроскопию поглощения и эмиссии, рентгеноструктурным анализом. Тестирование радиационной устойчивости комплексов под действием n,-излучения показало, что соединения обладают высокой стабильность, такой же, как у ранее исследованных соединений. Исследование радиационной устойчивости, проведенное на модельных светоизлучающих и радивольтаических ячейках, показало их низкую стабильность. Поскольку тестирование проводилось не оптимальным методом, полученный результат требует дополнительной проверки. Проведены предварительные исследования радиовольтаических свойств металл-органических комплексов. На примере фталоцианинового комплекса кремния и фталоцианина цинка установлено, что металл-органические комплексы в составе планарных гетеропереходных ячеек обнаруживают рентгеновольтаический эффект. Полученные рабочие характеристики модельных устройств значительно ниже, чем характеристики, регистрируемые при освещении видимым светом. Найдено, что введение в ячейку дополнительного слоя лантаноид-органических люминофоров приводит к повышению эффективности фотон-электронного преобразования на 40-60 %.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Проведено исследование возможности прямого трансформирования энергии ионизирующего излучения (бета-излучение, рентген, нейтронное и гамма-излучение) в электрический ток с использованием радиовольтаического эффекта. В качестве энергопреобразующих устройств применялись планарные трехслойные ячейки конфигурации ITO/complex/fullereneC60/bath/Al, где ITO–окись индия, допированная окисью олова, фуллерен С60 –акцептор, complex – донор, bath - 4,7-дифенил-1,10-фенантролин. Лучшие результаты получены при использовании в качестве донора фталоцианина кремния (SiPc(OSiMe3)2, далее SiPc).Этот материал применялся в большинстве экспериментов. Установлено, что радиовольтаические планарные гетеропереходные устройства, содержащие в качестве электроно-донорного слоя координационные комплексы лантаноидов с дикетонатными и пиразолонатными лигандами или фталоцианин кремния и в качестве акцепторного слоя фуллерен С60, не конвертируют энергию нейтронного и гамма-излучения в электрическую энергию. При этом ячейки, состоящие из алюминиевого электрода, трех органических слоев, слоя окиси индия/олова (второй электрод) и стеклянной несущей основы не разрушаются и не изменяют рабочих характеристик после 45 часов нейтронного и гамма -облучения (доза 561 кРад, флюенс 4.43х1014 н/см2). Сохраняются также без изменений органические светоизлучающие диоды аналогичного состава и конструкции. Эти данные свидетельствуют о том, что опто-электронные приборы на основе органических металлокомплексов имеют высокую радиационную устойчивость, превосходящую устойчивость аналогичных неорганических устройств. Проведено исследование зависимости эффективности преобразования энергии рентгеновского излучения в электрическую энергию от толщины рабочих слоев в радиовольтаическом устройстве на основе фталоцианина кремния (донор электронов) и фуллерена С60 (акцептор электронов). Найдено, что генерируемый ток и напряжение изменяются не симбатно с изменением толщины рабочих слоев. Найдена оптимальная для данной систмы толщина донорного слоя (100 нм) и акцепторного слоя (100 нм). Установлено, что в органических комбинированных рентгено-фотовольтаических устройствах пиразолонатный комплекс тербия Tb(pmip)3(TPPO)2, использованный в качестве люминофора обеспечивает самое большое повышение рабочих характеристик ячейки по сравнению с другими органо-лантаноидными комплексами. На оптимизированной по толщине слоев ячейке при облучении рентгеном интенсивностью 200 рен/сек получены максимальные для органических рентгеновольтаических устройств значения: Voc 3.1 мV, Isc 5.0 нА, Рmax 15.5 пВт. Полученные значения значительно ниже показателей аналогичных ячеек на неорганических материалах, что объясняется невысокой эффективностью прямой конверсии рентгеновского излучения на выбранной паре донор/акцептор. Исследование радиационной устойчивости радиовольтаических и светодиодных устройств показало, что устройства на основе элементоорганических материалов обладают большей устойчивостью по отношению к мощному нейтронному и гамма -излучению, чем аналогичные приборы на основе неорганических полупроводников. Для исследования конверсии катодного излучения, моделирующего бета-излучение, в электрический ток, сконструирован стенд на основе электронного микроскопа JEOL JEM-2000 EX II. Эксперименты показали, что стенд не может быть использован для реализации прямой конверсии энергии падающих электронов в электрическую энергию. При облучении ячейки со стороны стеклянной несущей основы толщиной 1мм, падающие электроны не достигают рабочих слоев из-за полного поглощения и рассеивания стеклом. При облучении со стороны металлического электрода в структуре генерируется наведенный ток, значения которого на несколько порядков превышают возможные экспериментальные величины. Поскольку стенд не позволяет реализовать прямую конверсию энергии катодного излучения в электрическую энергию, в работе использовались радиовольтаические ячейки, содержащие слой люминесцентного материала, нанесенный на внешнюю поверхность несущей стеклянной основы. В качестве люминофоров исследованы ацетилацетонатные и пиразолонатные комплексы европия и тербия. Лучшие результаты получены при использовании пиразолоната тербия. Ячейка конфигурации Tb(pmip)3(TPPO)2/стекло/С60/SiPc/bath/Al при катодном облучении интенсивностью 3 нА/см2 с энергией электронов 100 кэВ со стороны люминофора показала напряжение Voc 218 мВ ток короткого замыкания Isc 17.4 нА и и максимальную мощность Рmax 3.79 нВт, существенно ниже мощности 3.35 нВт, полученной на батарее с источником бета-излучения изотопа 63Ni, люминесцентным слоем ZnS:Cu, отражающей фольгой Al и вольтаическим слоем InGaP. Следует, однако, учитывать, что использованное в проекте катодное излучение является только моделью бета-излучения от нуклидов, применение которого может обеспечить существенное повышение рабочих характеристик за счет оптимизации конструкции устройства: подача излучения в ячейку со стороны металлического электрода. Предложен механизм преобразования рентгеновского и катодного излучений в электрический ток на радио-фотовольтаических устройствах. Предполагается, что падающие рентгеновские фотоны или электроны переводят молекулы люминофора в возбужденное состояние по известной схеме Яболнского: S0 -S1-T1- f*. Возникающая при излучательной релаксации системы мелалл-центрированная люминесценция через стеклянную подложку и слой ITO попадает в двойной слой С60/SiPc, вызывая образование электрон-дырочных пар. Последующая диссоциация последних и диффузия зарядов к соответствующим электродам приводит к появлению тока в цепи.