Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Первый год выполнения данного проекта был в основном посвящен получению и всесторонней характеризации исходных объемных допированных и недопированных образцов состава ALnS2, что необходимо для последующего сравнения свойств объемных и наноструктурированных образцов. Был разработан новый метод синтеза соединений ALnS2(A = Na-Rb, Ln = La, Gd, Y) из щелочного металла, серы и сульфида лантаноида. Для его реализации, в двухчастную кварцевую ампулу в один конец загружаются сульфид лантаноида и сера, взятая в некотором избытке, а в другой – навеска щелочного металла (для работы с щелочными металлами необходима сухая инертная атмосфера). Ампула откачивается в горизонтальном положении для предотвращения перемешивания компонентов, и затем нагревается до 170 оС, давая парам серы прореагировать с щелочным металлом. После этого, ампулу наклоняют для лучшего контакта между образовавшимся сульфидом или полисульфидом щелочного металла и сульфидом лантаноида и нагревают до 700 оС для формирования фазы ALnS2. После отжига, продукт отмывают водой от избытка полисульфида щелочного металла. Такой метод синтеза позволяет получать целевое вещество достаточной чистоты для люминесцентных измерений. Еще одним достоинством этого метода является значительное упрощение стадии получения полисульфида щелочного металла по сравнению с традиционным способом взаимодействия элементов в жидком аммиаке, а также отсутствие необходимости выделять A2Sx как отдельный продукт, что упрощает ход синтеза и улучшает общий выход целевого вещества. В рамках характеризации исходных недопированных соединений состава AGdS2 (A = Na-Rb) были измерены их магнитные свойства и найдено, что данные вещества обладают значительными магнетокалорическими свойствами. Наибольшая величина изменения магнитной энтропии ΔSm была получена для NaGdS2 и составила 54 Дж кг−1 K−1 (или 236.7 мДж см−3 K−1) при 2,5 К и изменении магнитного поля μ0ΔH = 5 T. Эти данные сопоставимы с наиболее эффективными материалами на основе гадолиния - Gd(OH)3 GdF3 кроме того, наглядно продемонстрированно, что именно слоистая структура вещества во многом способствует высоким показателем через сравнение с неслоистыми LiGdS2, GdS1.9, Gd2O2S, и Gd2O3. Полученные результаты впервые демонстрируют перспективность сульфидов гадолиния в этой области, что является значимым для химии неорганических сульфидов. Были определены составы матриц, которые наиболее успешно диспергируются в изопропаноле (KLaS2, KYS2) и ацетонитриле (RbGdS2). На основании этих данных затем выбирались конкретные вещества для дальнейшей работы. С помощью спектров люминесценции показано, что в отличие от результатов полученных чешскими учеными, в синтезированных в рамках данного проекта образцах состава ALnS2:Eu (A=Na-Rb, Ln=La,Y) европий является трехвалентным с максимумом эмиссии при 627 нм. Были изучены спектры фотолюминесценции для образцов KLaS2:Er с различной концентрацией допанта (0,5, 1, 1,5 и 5 мол.% Er) и найдено, что во всех образцах присутствуют красные и зеленые эмиссии от ионов Er, при этом соотношение интенсивностей красной (668 нм) и зеленых (561 и 508 нм) отличается в зависимости от концентрации допанта. Найдено, что наибольший квантовый выход наблюдается для образца с 1 мол. %Er - 22%, что сравнительно много для подобных систем. Впервые для системы KLaS2:Er показано наличие послесвечения порядка нескольких секунд для образца с 1 мольным процентом эрбия.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
На втором году выполнения проекта были продолжены исследования люминесцентных характеристик соединений. Были получены образцы ALaS2:Er (0,5,1, 1,5 и 5 мол.% Er, A=K,Rb) KLaS2:Ho (0,5, 1 и 5%, A=K,Rb). Иттербий в чистом виде как допант обычно не используется, но в литературе описано со-допирование с другими редкими землями для усиления интенсивности люминесценции. Были получены со-допированные с иттербием образцы ALaS2:Er, Yb (20% Yb, 2% Er; 18% Yb, 1% Er, A = K,Rb) и KLaS2:Ho, Yb (5% Yb, 0.5% Ho). В данных сериях образцов не использовался натрий, т.к. NaLaS2 не обладает слоистой структурой (вместо этого кристаллизуется в структурном типе NaCl), необходимой для дальнейшей эксфолиации. Образцы, допированные чистым гольмием не проявляли люминесцентных свойств ни при облучении УФ и видимым светом (250-550 нм), ни при облучении ИК-лазером (800 нм и 980 нм Аналогичное тушение наблюдалось для образцов, содержащих пары эрбий-иттербий, гольмий-иттербий и тулий-иттербий. Наилучшие результаты получены для образцов ALaS2 (A=K, Rb), допированных эрбием. Показано, что концентрационное тушение наступает при разной концентрации в случае возбуждения УФ и ИК-светом. Работа, выполненная на первом этапе показала, что, образцы KLaS2, допированные различным содержанием эрбия, проявляли разное соотношение зеленой и красной полосы люминесценции, что приводит к значительным изменениям цветовой координаты свечения. Аналогичный эффект также наблюдался и для образцов RbLaS2. Были изучены спектры фотолюминесценции образцов RbLaS2:Er с концентрацией эрбия 0.5, 1, 1.5 и 5 мольных процентов (RbLa1-xErxS2, x = 0.005, 0.01, 0.015, 0.05) при облучении длиной волны 320 нм. Как и в случае образцов с калием, мы наблюдали или зеленое (образцы с 0,5 и 1,5%) или красно-оранжевое свечение (1 и 5%). Разница обусловлена степенью передачей энергии от матрицы к допанту. На сложный характер таких взаимодействий указывает наличие широкого пика в спектрах фотолюминесценции. Форма спектра образца с 5% показывает, что люминесценция скорее обусловлена матрицей, нежели допантом. Было найдено, что что допирование эрбием увеличивает интенсивность свечения самой матрицы, по-видимому, за счет сенсибилизации. Наибольшей интенсивности свечения среди исследуемых образцов с рубидием достигнута для 1% образца RbLaS2, В этом образце квантовый выход составил 4,52 %. Эти результаты хорошо согласуются с данными, полученными для KLaS2:Er на прошлом этапе выполнения проекта в прошлом году – в том случае наибольший квантовый выход также наблюдался для образца 1% и он составил 22% Таким образом, найдено, что среди изученных, наиболее удачной с точки зрения эффективности люминесценции будет именно KLaS2. Были измерены спектры ап-конверсионной люминесценции образцов KLaS:Er и RbLaS2:Er при облучении лазером с длиной волны 980 нм. Наиболее интенсивные полосы для всех образцов лежат в области 550 нм и относятся к переходам 4S3/2  4I15/2. Наибольшей интенсивности ап-конверсия достигает при уровне допирования 1,5% и в случае калиевой, и в случае рубидиевой матрицы. Были оптимизированы параметры диспергирования образцов ALaS2 (A=K,Rb), AGdS и AYS2 (A=Na, K,Rb). Было подобрано наилучшее соотношение количества ALnS2 к растворителю, при котором концентрация суспензий наибольшая – это 1,5 мг/мл для ALnS2 и KYS2, 2 мг/мл для AGdS2 и NaYS2 и 1 мг/мл для RbYS2. В случае ацетонитрила для всех изучаемых образцов наибольшей концентрации раствор достигает при исходной загрузке 2 мг/мл. Было показано, что при обработке ультразувуком получаются преимущественно пластинчатые частицы толщиной 2-20 нм Размеры частиц, определенные методом фкс – 200-300 нм. наименьших по размерам удалось добиться в случае KLaS2 в изопропаноле и RbYS2 в ацетонитриле.