ИСТИНА

Тонкопленочные функциональные РЗЭ-содержащие неорганические материалы находят самые широкие применения в электротехнике (YBa2Cu3O7-d), оптике (LnF3), сенсорике (LnFeO3, LnNiO3) и фотонике (NaYF4). Широкий спектр химических составов таких материалов требует разработки простых, экономически эффективных, легко масштабируемых и универсальных методов нанесения тонких пленок. В настоящее время химические методы нанесения из газовой фазы (MOCVD) и из растворов (MOCSD) координационных соединений являются наиболее перспективными и универсальными. Метод MOCSD позволяет легко и точно контролировать стехиометрический состав тонких пленок, что особенно важно при нанесении пленок со сложным катионным составом. Для нанесения РЗЭ-содержащих тонких пленок методом MOCSD необходимо разработать их исходные координационные соединения, которые должны хорошо растворятся в спиртах, при упаривании растворов образовывать вязкие гели и разлагаться в интервале температур 300-600°С с образованием целевых фаз. В настоящей работе в качестве таких соединений рассматриваются карбокислаты РЗЭ (лактаты, пивалаты, изовалераты, пропионаты, трифторацетаты и пентафторпропионаты) и разнолигандные комплексы на их основе с дополнительными нейтральными донорными лигандами (полиглимами и полиаминами). Однородно- и смешаннолигандные комплексы синтезированы в водных или безводных условиях с высоким выходом и охарактеризованы методами ИК-, ЯМР-спектроскопии, порошковой рентгеновской дифракцией и рентгеноструктурным анализом. Их термическое поведение исследовано методом ТГА. Установлено, что карбоксилы РЗЭ в зависимости от радиуса центрального иона, разветвленности анионного лиганда и наличия/отсутствия нейтрального лигандов демонстрируют соединения со слоистым, полимерным цепочечным и островным би- или моноядерным мотивом кристаллической структуры. Показано, что взаимодействие карбоксилатов РЗЭ с алифатическими N-донорными лигандами, например диэтилентриамином, происходит либо с образованием устойчивых разнолигандных комплексов, либо с образованием гидроксогелей. Квантово-химические расчеты и дальнейший синтез показывают, что для нефторированных карбоксилатов РЗЭ гидролиз наиболее выгоден для легких РЗЭ и приводит к образованию шестиядерных комплексов [Ln6(OH)8Ox(Carb)10-2x] как промежуточных продуктов гидролиза. Выбор оптимальных анионных и нейтральных лигандов позволяет повысить растворимость исходных соединений металлов, контролировать процесс гидролиза и снижать температуру разложения до 400-600°C. Разработанные нами координационные соединения и приготовленные на их основе растворы использованы для нанесения методом MOCSD тонких пленок Y2O3, LaLuO3, LaAlO3, LaNiO3, LaF3, CaF2, SrF2, BaF2 и NaYF4: Tm, Yb, NaYF4: Er, Yb. Последние две группы пленок проявляют интенсивную up-конверсию при возбуждении ИК-лазером.